Programme de sciences physique en classe de première … · remplacent tous les programmes antérieurs de Sciences Physiques. Ces programmes, en accord avec mes recommandations,

KZ/OGI MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE

ET DE FORMATION DE BASE ------------------------

INSPECTION GENERALE DE L’EDUCATION NATIONALE -----------------

-------------- SECTION SCIENCES PHYSIQUES

08 B. P. 890 Abidjan 08 Tel : 44-35-95 / 44-23-31

REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE Union - Discipline – Travail

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173

OCTOBRE 1996 D.P.F.C. / S.SP N°96-120

DIRECTION DE LA PEDAGOGIE

ET DE LA FORMATION CONTINUE

Programmes Premières C & D OCT 96 Page 1

SOMMAIRE Lettre du Ministre ……………………………………………………………………..……………………………….. page 5 Avant-propos ……………………………………………………………………………………………..………………. page 7 A. GENERALITES

A.1 Introduction …………………………………………………………………………………………. Page 9 A.2 Les finalités, les besoins, les buts …………………………………………………………. Page 9 A.3 L’approche pédagogique, la démarche d’apprentissage ……………………….. Page 11 A.4 Définitions générales ……………………………………………………………………………. Page 12

B. PREMIERE C

B.1 Les objectifs généraux du programme …………………………………………………. Page 15 B.2 Les objectifs spécifiques du programme ………………………………………………. Page 16 B.3 Les contenus, activités, méthodes et moyens pédagogiques ……………….. Page 19

C. PREMIERE D

C.1 Les objectifs généraux du programme ………………………………………………… Page 37 C.2 Les objectifs spécifiques du programme ……………………………………………… Page 38 C.3 Les contenus, activités, méthodes et moyens pédagogiques ……………….. Page 41

D. EVALUATION

D.1 L’évaluation de l’enseignement …………………………………………………………… Page 57 D.2 L’évaluation de l’apprentissage …………………………………………………………… Page 59 D.3 La prise de décision ……………………………………………………………………………… Page 61

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MINISTERE DE L’EDUCATION NATONALE ET DE

LA FORMATION DE BASE -----------

LE MINISTRE

République de Côte d’Ivoire Union – Discipline – Travail

Abidjan, le…………………………….

N : ___________/MENFB/CAB.

à

- Messieurs les Directeurs Régionaux

(Pour information et diffusion)

- Mesdames et Messieurs les Chefs d’Etablissements du Second Degré Public et Privé (Pour information et diffusion)

- Mesdames et Messieurs les Professeurs de Sciences Physiques (Pour exécution)

J’ai l’honneur de porter à votre connaissance, le programme d’enseignement des Science Physiques du secondaire général et technique applicables dès la rentrée scolaire 1996-1997 dans les établissements du Second Degré Public et Privé. Ces programmes entérinés par la Commission Nationale Pédagogique, annulent et remplacent tous les programmes antérieurs de Sciences Physiques. Ces programmes, en accord avec mes recommandations, sont le fruit de la concertation des utilisateurs, que sont les Inspecteurs, les Encadreurs Pédagogiques, les Chefs d’établissement, les Enseignants et les élèves. Je compte sur les uns et les autres pour faire un bon usage de ce document afin qu’ensemble, nous combattions efficacement l’échec scolaire et relevions le défi de l’excellence.

M. Le Ministre de l’Education Nationale et de la Formation de Base

P.O. Le Directeur de la Pédagogie et de la Formation Continue

M. NOUTOUA Youdé Célestin


AVANT-PROPOS Trop souvent, pour s’acquitter de ses tâches, l’enseignant se laisse guider uniquement par un manuel et une liste de notions à enseigner, extraite du programme officiel oublié depuis longtemps. Or, l’enseignant n’est pas un automate : sa tâche ne consiste pas à « couvrir la matière », à « voir le programme ». Réduire le programme à une liste de contenus, c’est le tronquer de sa partie essentielle. Le programme devra être exprimé de manière à indiquer à l’enseignant, le plus clairement et le plus précisément possible, les objectifs à atteindre. Il est là pour aider l’enseignant à se retrouver, à comprendre le pourquoi de son enseignement et les orientations de sa discipline. Le but de ce document est de permettre à l’enseignant de comprendre l’esprit de son programme, de situer correctement l’essentiel de sa tâche, afin de guider ses élèves avec satisfaction vers l’atteinte des objectifs de formation prévus. Ce but sera atteint lorsque le programme sera devenu, pour chaque enseignant, un guide ou un document quotidien de référence, reléguant ainsi le manuel et la matière à enseigner au rang de simples moyens (susceptibles de changer) à l’intérieur du processus général de formation. Ce document comprend quatre parties.

A- Les généralités Les généralités traduisent les besoins de l’enfant et de la société, les buts du programme, l’approche pédagogique, la démarche d’apprentissage le tableau de spécification et des définitions de quelques termes utilisés dans la nouvelle rédaction.

B- Première C Nous y retrouvons les objectifs généraux, les objectifs spécifiques, les contenus, les activités pédagogiques, les méthodes, les moyens et le timing pour ce niveau.

C- Première D Cette partie présente également les objectifs généraux, les objectifs spécifiques, les contenus, les activités pédagogiques, les méthodes, les moyens et le timing.

D- L’évaluation Cette partie présente des notions sur l’évaluation de l’enseignement des professeurs et l’évaluation des apprentissages. La section centrale tient à remercier au nom de l’Inspection générale tous ceux et celles qui ont participé à la confection et à l’expérimentation des programmes révisés.


GENERALITES A.

A.1 INTRODUCTION L’écart grandissant entre les objectifs fixés et les objectifs atteints par l’enseignement des Sciences Physiques au secondaire invite à une révision des programmes, des outils didactiques et des méthodes de travail. Dans cette perspective, une enquête a été menée auprès de chefs d’établissement, d’enseignants et d’élèves. Les résultats de cette action, la lecture et l’analyse des programmes en vigueur dans les classes du second cycle nous amènent à une révision et une actualisation des programmes et des méthodes de travail dans ce cycle. Il s’agit : - de former de manière explicite les objectifs généraux et spécifiques des programmes du second cycle, - de mettre en place des moyens logistiques, matériels et didactiques en vue de la redynamisation de l’enseignement des Sciences Physiques, - de mettre en place des moyens efficaces (stages, séminaires, journées, pédagogiques…) pour une évaluation effective de l’enseignement et des apprentissages,

- de mettre en exergue les avantages des objectifs non cognitifs des programmes, - d’associer efficacement tous les partenaires sociaux à la mise en place des programmes, - d’associer efficacement tous les partenaires sociaux à la mise en place des programmes, - de respecter le processus d’implantation des programmes révisés et actualisés.

A.2 LES FINALITES – LES BESOINS – LES BUTS. A.2.1 LES FINALITES DE L’ECOLE IVOIRIENNE

« Un programme est un ensemble organisé de buts, d’objectifs spécifiques, de contenus organisé de façon séquentielle, de moyens didactiques, d’activités d’apprentissage et de procédés d’évaluation permettant de mesurer l’atteinte de ces objectifs ». (Nadeau)

Les finalités du système éducatif sont les objectifs ultimes, ou souhaités, vers lesquels tend l’école ; à long terme. Ces finalités sont fixées par les responsables politiques. On en trouve la formulation dans les textes officiels (Constitution, Loi sur l’éducation, discours officiels, etc.).


Parmi les finalités qu’elle s’est fixées, l’école ivoirienne doit en particulier : - Favoriser l’intégration du citoyen dans la civilisation universelle ; - Préparer un citoyen responsable, agent actif du développement économique, social et culturel, - Permettre au citoyen de comprendre les phénomènes du monde actuel, de s’adapter à l’évolution continue de la technologie moderne afin de maîtriser son milieu.

A.2.2 LES BESOINS DE L’ENFANT ET DE LA SOCIETE

Les enfants du second cycle du secondaire ont un âge qui varie entre 16 et 21 ans. L’enfant ivoirien dans cette tranche d’âge a besoin : - de comprendre certains phénomènes de son environnement ; - d’exercer son esprit critique ; - d’exercer son esprit de créativité ; - d’acquérir un minimum culturel ; - de communiquer ; pour une meilleur insertion dans la société. La Nation ivoirienne qui a choisi la démocratie et le respect des droits de l’homme comme idéal de vie communautaire, et qui donne la primauté au dialogue, a besoin, pour sa cohésion, que soit favorisée chez le citoyen ivoirien dès son jeune âge l’idée de justice, de travail, d’égalité, de liberté, de solidarité, d’union, de discipline et de démocratie. En outre pour son développement et pour répondre à l’évolution des sociétés actuelles, compétitives et sélectives, la société ivoirienne a besoin de citoyens responsables ayant l’esprit de créativité et le goût de l’action, de citoyens capable de comprendre les phénomènes scientifiques du monde actuel, de s’adapter à l’évolution continue de la technologie moderne sans pour cela perdre leur origine. Pour répondre aux besoins de l’enfant et de la société ivoirienne, les programmes de Sciences Physiques du second cycle du secondaire, par la méthode expérimentale, amèneront l’élève à : - acquérir le goût de l’observation, de l’action, du travail en groupe ; - acquérir une attitude scientifique, critique ; - faire sienne la démarche expérimentale ; - découvrir ses qualités intrinsèques et à les développer.

A.2.3 LES BUTS DU PROGRAMME

Les programmes scolaires doivent répondre aux besoins de l’enfant et à ceux de la société. Les besoins de l’enfant sont en relation, d’une part, avec son âge et son stade de développement et, d’autre part, avec son niveau scolaire et son état d’avancement dans une discipline donnée. Les besoins de la société sont de deux ordres : les besoins fonctionnels (ex : formation de médecins) et les besoins systématiques (ex. : fonctionnement de l’Etat, cohésion nationale, formation civique).

Les buts d’un programme sont les objectifs globaux que poursuit ce programme, en fonction des finalités de l’école et des besoins qui ont été identifiés. Ils disent ce qui est visé par l’enseignement de tel programme, à quoi serviront les savoirs, les savoir-être et les savoir-faire qui y sont dispensés.


Compte tenu des finalités et des besoins qui précèdent, les Sciences Physiques : - visent à donner à l’élève des connaissances scientifiques pour mieux s’intégrer dans la civilisation universelle ; - visent à développer chez l’élève (par la manipulation et l’expérimentation) l’esprit d’initiative et de créativité, le goût de l’action, et le préparent à l’exercice des divers métiers ; - permettent à l’élève, par les connaissances scientifiques, de comprendre et d’expliquer les phénomènes du monde actuel ; - amènent l’élève, par l’acquisition des savoirs et de savoir-faire scientifiques, à s’adapter à l’évolution continue de la technique pour mieux maîtriser son milieu.

A.3 L’APPROCHE PEDAGOGIQUE – LA DEMARCHE D’APPRENTISSAGE. A.3.1 L’APPROCHE PEDAGOGIQUE GLOBALE La pratique expérimentale devra être, dans la mesure du possible, le fait de l’élève lui-même, en laissant une part suffisante à son initiative et en suscitant ses questions. Les études devront être centrées sur les situations expérimentales concrètes prises dans l’environnement naturel et technique des élèves. L’approche pédagogique souhaitée doit rester simple et concrète. Elle privilégiera le travail de groupe afin de développer chez l’élève certaines attitudes, certaines habiletés autres que cognitives. A.3.2 LA DEMARCHE GENERALE D’APPRENTISSAGE Il conviendra d’éviter une démarche trop abstraite qui ne pourrait que détourner la majorité des élèves des sciences Physiques. Les situations expérimentales rencontrées par les élèves devraient leur permettent de mettre en œuvre certains des processus de la méthode scientifique.

L’approche pédagogique globale guide et éclaire toutes les interventions de l’enseignant : c’est une façon générale de concevoir les relations entre l’enseignant et l’élève qui devrait présider au choix et à l’organisation de toutes les activités et de toutes les stratégies pédagogiques.

La démarche générale d’apprentissage est un découpage logique et séquentiel des différentes étapes méthodologiques d’un processus d’apprentissage. Parfois cette démarche est dictée par la nature même de la discipline, ou bien elle est fondée sur les principes généraux de l’apprentissage. L’enseignant est tenu de la respecter et d’en favoriser l’application chez l’élève.


De façon générale, dans toutes ses leçons, l’enseignant s’efforcera d’observer la démarche suivante : * expérimentation (manipulation) : l’élève est encouragé à diverses expérimentations ou manipulations qui lui feront mieux comprendre le phénomène ou qui le mettront sur la piste d’une solution au problème posé ; * observation : l’élève est placé devant un problème ou un phénomène ; il est amené à observer, à en décomposer les éléments, à en saisir les rapports concrets avec lui-même et son environnement ; * interprétation : l’élève constatera les résultats de son expérience et essaiera d’expliquer les données recueillies dans le cadre de cette expérimentation, * conclusion : l’élève tirera les conclusions de ce qu’il vient de faire, s’efforcera d’en dégager un concept ou une règle, et s’emploiera ultérieurement à investir ses nouvelles connaissances dans de nouveaux problèmes. L’enseignant est invité à créer, dans son école, un club scientifique regroupant tous les élèves désireux d’appliquer leur initiative, leur imagination et leur esprit de créativité à des expériences ou des découvertes dans le domaine des sciences physiques et naturelles. Ce genre de club est attrayant et développe au plus haut point chez l’élève la motivation, l’esprit d’observation et le goût des sciences.

A.4 DEFINITIONS GENERALES A.4.1 LES OBJECTIFS GENERAUX

Les objectifs généraux d’un programme sont généralement planifiés pour un niveau d’enseignement. Ils traduisent les buts du programme en dispositions, cognitives affectives et psychomotrices, que l’élève doit acquérir. Ils visent un développement équilibré des connaissances, des attitudes et des comportements de l’enfant dans une discipline donnée.


A.4.2 LE TABLEAU DE SPECIFICATION A.4.3 LES OBJECTIFS SPECIFIQUES A.4.4 LES CONTENUS D’ENSEIGNEMENT, LES ACTIVITES ET LES STRATEGIES PEDAGOGIQUES.

Les contenus d’enseignement sont les notions, les connaissances ou les habiletés que l’élève doit acquérir et qui constituent les objectifs d’enseignement ou d’apprentissage dans une discipline donnée (ex : Montage en série de piles)

Les activités pédagogiques sont un terme général qui englobe les activités, les exercices, les interventions et les situations qu’un enseignant doit planifier et organiser pour réaliser un enseignement ou un apprentissage en vue d’atteindre un objectif (ex : Réaliser le montage de lampes en série à partir d’un schéma).

Le tableau de spécification permet de pondérer, en pourcentage, la durée qu’il convient d’accorder, sur l’ensemble de l’année, à chacun des objectifs généraux. Le pourcentage accordé à chaque objectif général est lui-même reparti sur trois niveaux taxonomiques, selon l’importance que l’enseignant doit accorder à la connaissance, à la compréhension et aux applications. On peut également faire un tableau de spécification pour les objectifs spécifiques découlant de chaque objectif général. Pour chaque objectif spécifique, on indique alors un nombre d’heures plutôt qu’un pourcentage. Les tableaux de spécifications sont très utiles pour la confection des outils d’évaluation. Ils indiquent à l’enseignant le pourcentage des items qui doivent être consacrés à tel objectif et à l’intérieur de ces questions, la proportion respective des items de connaissances, des items de compréhension et des items d’application.

Les objectifs spécifiques traduisent les objectifs généraux d’un programme en comportement terminaux observables. Ils doivent être contrôlés ou évalués à la fin d’un enseignement donné. Les objectifs spécifiques sont donc formulés en fonction de l’étudiant : ils décrivent un comportement attendu et réfèrent directement au contenu spécifique d’une discipline. Dans le libellé, ils doivent faire usage d’un verbe d’action qui soit l’expression opérationnelle d’une disposition cognitive, affective psychomotrice. Ils peuvent aussi préciser le comportement terminal observé chez l’élève. Un objectif spécifique (ou terminal) peut être décomposé en sous objectifs spécifiques (ou intermédiaires).

Les stratégies pédagogiques comprennent les méthodes et les moyens pédagogiques. Les méthodes pédagogiques sont les façons particulières d’organiser les activités pédagogiques pour atteindre l’objectif fixé. On groupe généralement ces méthodes en trois catégories :

- Méthodes centrées sur le professeur (l’enseignant est l’animateur principal) ; - Méthodes centrées sur le groupe (travaux d’équipe) ; - Méthodes centrées sur l’élève (apprentissage individuel ex : Manipulations individuelles).

Les moyens pédagogiques sont les supports techniques et matériels auxquels l’on a recours pour favoriser un enseignement ou un apprentissage (exemples : documents écrits, manuels, moyens audiovisuels, tableau, matériel à dessin…).


PREMIERE C

B.

B.1 LES OBJECTIFS GENERAUX DU PROGRAMME B.1.1 LES OBJETIFS GENERAUX DU PROGRAMME L’enseignement des sciences physiques en classe de 1ère C permettra à l’élève de :

1- appliquer le théorème de l’énergie cinétique ; 2- appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique ; 3- analyser le bilan énergétique d’un circuit ; 4- analyser le fonctionnement de quelques composants électroniques ; 5- analyser la trajectoire d’un rayon lumineux ; 6- comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques ; 7- analyser une réaction d’oxydoréduction.

B.1.2 LE TABLEAU DE SPECIFICATION Tableau de spécification des objectifs généraux du programme de Sciences Physiques en 1ère C.

OBJECTIFS GENERAUX TYPES D’APPRENTISSAGE

Connaissance %

Compréhension %

Application %

Total %

1- Appliquer le théorème de l’énergie cinétique

3 7,8 7 17,8

2 - Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique

1,1 2 4 17,8

3 – Analyser le bilan énergétique d’un circuit

2 3 6,6 11,6

4 – Analyser le fonctionnement de quelques composants électroniques

3 3 6,4 12,4

5 – Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux

3,2 3 8 14,2

6 – Comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques

13 6 0,1 19,1

7 – Analyser une réaction d’oxydoréduction

1,8 8 8 17,8

Total 27,1 32,8 40,1 100

Volume horaire hebdomadaire élève : 3,5H en classe entière + 2H en demi-classe.


B.2 LES OBJECTIFS SPECIFIQUES DU PROGRAMME Le programme de Sciences Physiques de Première C poursuit les objectifs spécifiques suivants, à l’intérieur des objectifs généraux indiqués ;

OBJECTIF GENERAL N°1 Appliquer le théorème de l’énergie cinétique

Objectifs spécifiques

1 – Déterminer le travail d’une force constante 2 - Déterminer le travail de la tension d’un ressort 3 – Déterminer la puissance d’une force constante 4 – Connaître les caractéristiques d’un mouvement de rotation autour d’un axe fixe 5 – Déterminer le travail et la puissance d’une force agissant sur un solide en rotation autour d’un axe fixe. 6 – Résoudre un problème en utilisant le théorème de l’énergie cinétique.

OBJECTIF GENERAL N°2 Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique


1 – Déterminer la variation de l’énergie potentielle d’un solide. 2 - Déterminer l’énergie mécanique totale d’un solide 3 – Utiliser la conservation de l’énergie mécanique totale pour résoudre les problèmes.



1 – Connaître la relation entre le champ et la force électroniques 2 – Calculer l’énergie potentielle électrostatique d’une charge ponctuelle dans un champ électrostatique uniforme 3 – Appliquer la loi de ‘Ohm. 4 – Appliquer l’expression de la puissance et de l’énergie électrique reçues ou fournies par un dipôle.

OBJECTIF GENERAL N°4 Analyser le fonctionnement de quelques composants électroniques


1 – Déterminer les caractéristiques d’un condensateur 2 – Appliquer les lois d’association des condensateurs 3 – Connaître l’expression de l’énergie stockée par un condensateur 4 – Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime linéaire 5 – Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime saturé

OBJECTIF GENERAL N°5 Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux


1 – Connaître quelques définitions utilisées en optique géométrique 2 – Appliquer les lois de la réflexion 3 – Appliquer les lois de la réfraction 4 – Acquérir le vocabulaire relatif aux lentilles minces 5 – Appliquer les formules de conjugaison pour les lentilles minces


OBJECTIF GENERAL N°6 Comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques


1 – Définir les composés organiques 2 – Etablir la formule brute d’un composé à partir des résultats de l’analyse élémentaire et réciproquement 3 – Connaître la structure et la nomenclature des alcanes 4 – Connaître quelques propriétés chimiques des alcanes 5 – Connaître la structure et la nomenclature des alcènes et alcynes 6 – Connaître quelques propriétés chimiques des alcènes et alcynes 7 – Connaître les opérations de base de l’industrie du pétrole et des gaz naturels 8 – Connaître la structure du benzène 9 – Connaître les propriétés du noyau benzénique 10 – Connaître quelques composés oxygénés (formules et nomenclature) 11 – Connaître les produits de l’oxydation de l’éthanol 12 – Connaître les procédés d’obtention de l’éthanol 13 - Connaître les caractéristiques des réactions d’estérification et d’hydrolyse d’un ester.

OBJECTIF GENERAL N°7 Analyser une réaction d’oxydoréduction


1 – Utiliser la notion de souple oxydant-réducteur 2 – Classer qualificativement les couples oxydant-réducteur 3 – Classer quantitativement les couples redox 4 – Appliquer la notion d’oxydoréduction à quelques couples en solution aqueuse 5 – Expliquer l’oxydoréduction par voie sèche 6 - Interpréter le phénomène de l’électrolyse 7 – Expliquer le fonctionnement des piles électrochimiques 8 – Expliquer le phénomène de corrosion des métaux

N.B : L’enseignant ne doit pas perdre de vue les objectifs non cognitifs liés au travail en équipe tels que la capacité de l’élève à : - jouer pleinement son rôle au sein d’une équipe ; - émettre des opinions ; - respecter l’opinion des autres membres de l’équipe - prendre la parole au moment opportun ; - etc.. Ce qui favorise :

- la communication ; - l’esprit de créativité ; - l’idée de justice, d’égalité, de liberté, de solidarité, de démocratie chez l’élève.


B.3 LES CONTENUS, ACTIVITES, METHODES ET MOYENS PEDAGOGIQUES

OBJECTIF GENERAL 1 : Appliquer le théorème de l’énergie cinétique

20H

OS1 : Déterminer le travail d’une force constante 4h

CONTENUS ACTIVITES PEDAGOGIQUES METHODES Centrées sur

MOYENS

- Expression du travail d’une force Constante lors d’un déplacement rectiligne §§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§ Avec - unité de travail - travail élémentaire - expression du travail d’une force constante lors d’un déplacement quelconque - cas particulier où g est constant (où z est l’attitude du centre d’inertie du solide et l’axe des z orienté vers le haut).

a) Rappeler brièvement les propriétés d’un produit scalaire b) Rappeler la notion de travail à partir d’exemples concrets et familiers c) Définir le travail d’une force constante dans le cas d’un déplacement rectiligne. d) Définir le travail d’une force constante dans le cas d’un déplacement quelconque e) Insister sur l’inventaire et la schématisation des forces f) Faire des exercices

- le professeur - l’élève - le professeur - le professeur - l’élève - l’élève

OS2 : Déterminer le travail de la tension ressort 1h


MOYENS

- Expression du travail de la tension d’un ressort (x = déformation du ressort) s z orienté vers le haut).

a) Rappeler l’expression de la tension d’un ressort à réponse linéaire b) Déterminer graphiquement l’expression du travail de la tension

- l’élève - le professeur Ou l’élève


OS3 : Déterminer la puissance d’une force constante 1h


MOYENS

- puissance moyenne - unité de puissance - puissance instantanée d’une force

a) Rappeler la définition de la puissance moyenne b) Définir la puissance instantanée c) Rappeler l’unité de la puissance

- l’élève - le professeur - l’élève

OS4 : Connaître les caractéristiques du mouvement de rotation d’un solide autour d’un axe fixe 3h


MOYENS

- abscisse et vitesse angulaires - vitesse linéaire d’un point du solide - moment d’un couple de forces

a) Définir les grandeurs liées au mouvement de rotation (abscisse et vitesse angulaire, vitesse linéaire) b) Rappeler le moment d’une force par rapport à un axe fixe c)Définir le moment d’un couple

- le professeur - l’élève - le professeur

OS5 : Déterminer le travail et la puissance des forces agissant sur un solide en rotation autour d’un axe fixe 3h


MOYENS

- travail W(F) = M - vitesse linéaire d’un point du solide - moment d’un couple de forces

a) Définir le travail d’une force agissant sur un solide en rotation autour d’un axe fixe b) Etablir son expression c)Définir la puissance d’une force agissant sur un solide en rotation autour d’un axe fixe d) Etablir son expression

- le professeur - le professeur ou l’élève - le professeur - le professeur Ou l’élève


OS6 : Résoudre un problème en utilisant le théorème de l’énergie cinétique 8h


MOYENS

- définition de l’énergie cinétique d’un solide en mouvement * de translation dans un repère galiléen * de rotation autour d’un axe fixe - unité - énoncé du théorème de l’énergie cinétique - moment d’inertie - résolution d’exercices

a) TP. Mesurer la vitesse d’une bille en fonction de hauteur de chute ou exploiter l’enregistrement du mouvement de chute libre d’une bille pour établir la relation b) Définir l’énergie cinétique c)Définir le moment d’inertie d’un solide par rapport à un axe fixe d) Enoncer le théorème de l’énergie cinétique e) Le vérifier f) Donner une méthode de résolution d’un problème de mécanique

- le groupe - le professeur - le professeur - le professeur - l’élève ou le groupe - le professeur

- dispositif d’étude de la chute libre - enregistrement du mouvement de chute libre d’une bille - dispositif de la chute sur un plan incliné avec frottement (chute ralentie) - série d’exercices

OBJECTIF GENERAL 2 : Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique

8H

OS1 : Déterminer la variation de l’énergie potentielle d’un solide 2h


MOYENS

- expressions de l’énergie potentielle de pesanteur et de l’énergie potentielle élastique - choix d’une référence - unité

a) Présenter des situations mettant en évidence l’énergie d’un corps liée à sa position b) Définir l’énergie potentielle d’un solide dans le champ de pesanteur c)Définir l’énergie potentielle élastique d) Calculer des variations d’Ep avec des références différentes. e) Insister sur la notion de référence

- le professeur - le professeur - le professeur - l’élève - le professeur


OS2 : Déterminer l’énergie mécanique totale d’un solide 2h


MOYENS

- expressions de l’énergie mécanique totale Em = Ec + Ep

système sans ressort

système avec ressort

a) Exploiter graphiquement les résultats du TP (chute libre) b) Définir l’énergie mécanique c)Montrer la conservation de l’Em d) Préciser les conditions de cette conservation e) Généraliser au cas d’un solide avec ressort

- l’élève - le professeur - l’élève - le professeur - le professeur

- mesures du T.P de la chute libre - enregistrement du mouvement d’un pendule élastique

OS3 : Utiliser la conservation de l’énergie mécanique pour résoudre un problème 2h


MOYENS

- conservation de l’énergie mécanique dans les cas suivants

cas d’une chute libre

cas d’un solide glissant sans frottement sur :

un plan incliné une piste de profil quelconque

cas d’un solide en rotation

cas d’un système (ressort + masse)

- non conservation de l’Em

a) Vérifier expérimentalement la conservation de l’énergie mécanique b) Faire des exercices d’application judicieusement choisis

- l’élève - l’élève

- banc à coussin d’air - série d’exercices polycopiés


OBJECTIF GENERAL 3 : Analyser le bilan énergétique d’un circuit

13 h

OS 1 : Connaître la relation entre le champ et la force électrostatiques. 4h

CONTENUS ACTIVITES PEDAGOGIQUES METHODES centrées sur

MOYENS

- définition de la force électrostatique - définition de l’espace champ électrique -expression !!!!!!!!!!!!

a) Montrer l’interaction entre deux charges de même signes ou de signes opposés.

b) Mettre en évidence la force électrostatique entre deux charges ponctuelles.

c) Définir la force électrique entre deux charges ponctuelles (qualitativement).

d) Définir le vecteur champ électrostatique en fonction de la force électrostatique !!!!!!!!!!!!!!!!!!

e) Visualiser les lignes dans le cas : - d’un champ créé par une charge ponctuelle. - d’un champ créé par deux plaques métalliques parallèles (champ uniforme).

f) Représenter le champ électrostatique créé en un point de l’espace par une charge ponctuelle.

- le professeur - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur et l’élève

- machine de Whimshurst - cuve rhéographique - bâtons de verre, d’ébonite - soie, peau de chat ou tissu synthétique - pendule électrostatique

OS 2 : Calculer l’énergie potentielle électrique d’une charge ponctuelle dans un champ électrostatique uniforme. 3h


MOYENS

- définition de la d.d.p. à partir du travail de la force électrostatique dans un champ uniforme. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - unité du champ électrostatique - énergie potentielle électrostatique

a) Mettre en évidence et tracer les lignes équipotentielles d’un champ électrostatique uniforme.

b) Calcule le travail de la force s’exerçant sur une charge ponctuelle dans un champ uniforme.

c) Définir la d.d.p entre deux points d’un champ à partir du travail de la force électrostatique.

d) Appliquer la relation !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! au calcul de l’intensité du champ électrostatique ou de la d.d.p. entre deux points.

e) Rappeler le fonctionnement d’un oscilloscope en application d’un champ uniforme.

- l’élève - l’élève - le professeur - l’élève - le professeur

- machine de Whimshurst -cuve rhéographique -oscilloscope -alimentation continue


OS 3 : Appliquer la loi d’Ohm. 3h


MOYENS

- expression de la loi d’ohm

pour un récepteur : conducteur ohmique UAB = RI autres récepteurs UAB = E’ + r’I

pour un générateur : UPN = E – rI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - généralisation de la loi d’Ohm (loi de Pouillet)

a) Rappeler la caractéristique de quelques dipôles. b) Tracer la caractéristique d’un électrolyseur c) Rappeler la caractéristique de la pile. d) Donner les schémas équivalents d’un générateur réel.

- l’élève - l’élève - le professeur - le professeur

- dipôles passifs et actifs - oscilloscope - alimentation

OS 4 : Appliquer l’expression de la puissance et de l’énergie électrique reçues ou fournies par un dipôle. 3h


MOYENS

- puissance reçue P = UI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - cas du conducteur P = RI2 W = RI2 t - cas d’un récepteur quelconque P = E’I + r’I2 W = E’It + r’I2t - puissance fournie par un générateur !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!! - bilan énergétique

a) Faire le bilan énergétique d’un circuit. b) Retrouver la loi de Pouillet c) Rechercher les limites de fonctionnement d’un dipôle en utilisant sa puissance maximale supportable. d) Définir les puissances générée, fournie, reçue et utile. e) Montrer que la somme des puissances reçues est égale à la somme des puissances fournies. f) Définir les rendements (générateur, récepteur, circuit)

- le professeur - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur


OBJECTIF GENERAL 4 : Analyser le fonctionnement de quelques composants électroniques

14 h

OS 1 : Déterminer les caractéristiques d’un condensateur. 4h


MOYENS

- Définition et symbole d’un condensateur - Relation entre la charge portée par l’armature positive d’un condensateur et la tension à ses bornes : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - capacité d’un condensateur plan !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - Unité de capacité - Limite d’utilisation d’un condensateur

a) Présenter différents types de condensateurs : - condensateurs non polarisés !!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - condensateur à capacité variable !!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - condensateur chimiques ou électrolylitiques polarisés !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! b) Réaliser la charge et la décharge d’un condensateur. c) Réaliser la charge d’un condensateur à courant constant. - Relever la tension UAB en fonction du temps - tracer la courbe !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - en déduire la capacité C du condensateur. d) Visualiser la charge et la décharge d’un condensateur à l’oscilloscope. e) Déduire de la courbe UAB =F(t) (à l’oscilloscope) la capacité du condensateur (faible capacité) f) Définir la tension nominale. g) Définir la tension de claquage et le champ disruptif.

- le professeur - le professeur - le groupe élève - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur

- divers condensateurs générateur - galvanomètre à (zéro central) - condensateur - commutateur -fils de connexion -maquette CNMS « charge et décharge d’un condensateur » - oscilloscope.

OS 2 : Appliquer les lois d’association des condensateurs. 0,5h


MOYENS

- Capacité équivalente à une association de deux condensateurs :

en parallèle

en série

a) Démontrer la relation C = C1 + C2 b) Vérifier expérimentalement C = C1 + C2 e) Donner la relation !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

- l’élève - le professeur - le professeur

Maquette C.N.M.S. charge et décharge d’un condensateur


OS 3 : Connaître l’expression de l’énergie stockée par un condensateur. 1,5h


MOYENS

- Expression de l’énergie stockée par un condensateur

a) Mettre en évidence l’énergie stockée par un condensateur. b) Citer quelques utilisations des condensateurs en tant que réservoir d’énergie c) Exemple : alimenter un générateur de mélodie, un moteur ou un LED (avec une résistance de protection) à l’aide d’un condensateur chargé. d) Donner l’expression de l’énergie stockée par un condensateur. Calculer cette énergie

- le professeur - le professeur - le professeur - le professeur

- lampes 2,5 - 3,5V - petit moteur électrique -générateur de mélodie etc. - condensateur -LED

OS 4 : Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime linéaire. 6h


MOYENS

- symbole de l’A.O - propriétés d’un A.O

suiveur

ampli inverseur

ampli non inverseur

sommateur inverseur

a) Décrire l’amplification opérationnel. b) Le schématiser. c) Donner les propriétés d’un A.O. idéal. d) Réaliser les montages suiveur, amplificateur inverseur et non inverseur, à partir de leurs schémas. e) Relever les couples (Ue, Us) f) Tracer les caractéristiques Us = f(Ue) g) Les visualiser à l’oscilloscope h) Retrouver par le calcul, les relations Us = f(Ue) pour chaque montage. i) Réaliser le montage sommateur inverseur.

- le professeur - le professeur - le professeur - le groupe - le groupe - l’élève - le professeur - l’élève - le professeur

- A. O et accessoires - oscilloscope - alimentation - doc n° 1069 - A. O et accessoires - oscilloscope


OS 5 : Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime saturé.


MOYENS

- Rappel de la propriété : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Quelle que soit Ve. - Le comparateur.

a) Réaliser le montage comparateur. b) Donner une application pratique du montage Ex : Régulateur de température, etc.

- l’élève - le professeur

- A.O - L.D.R, thermocouple

OBJECTIF GENERAL 5 : Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux

16 h

OS 1 : Connaître quelques définitions utilisées en option géométrique. 2h


MOYENS

- définition des termes : Source de lumière, récepteur, faisceaux lumineux, rayon lumineux, milieu de propagation, lumière monochromatique, célérité, longueur d’onde, fréquence.

a) Réaliser des faisceaux parallèles ou cylindriques, divergents et convergents, puis un pinceau lumineux. b) Réaliser la dispersion de la lumière blanche.

- le professeur - le professeur

- source lumineux - lentilles - prisme - source Laser rétroprojecteur

OS 2 : Appliquer les lois de la réflexion. 2h


MOYENS

- définition des rayons incident et réfléchi, de l’angle d’incidence, de la normale à la surface de séparation. - loi de Descartes - image d’un objet lumineux donnée par un miroir plan

a) Mettre en évidence expérimentalement les lois de la réflexion (TP) b) Déterminer l’image d’un objet lumineux par un miroir plan à partir d’une expérience (l’expérience la bougie), puis d’un schéma.

- le groupe élève - le groupe ou le professeur

- coffret optique


OS 3 : Appliquer les lois de la réfraction. 4h


MOYENS

- définition des rayons incident et réfracté, de l’angle de réfraction - définition de l’indice de réfraction absolu - définition de l’indice relatif d’un milieu par rapport à un autre - angle limite de réfraction - réflexion totale

a) Mettre en évidence expérimentalement les lois de la réfraction (TP) b) Vérifier expérimentalement et par calcul que le passage d’un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent n’est pas toujours possible. c) Réaliser une fontaine lumineuse si l’on possède une source Laser.

- le groupe élève - le groupe élève - le professeur

- coffret optique - source Laser

OS 4 : Acquérir le vocabulaire relatif aux lentilles minces. 2h


MOYENS

- définition des lentilles - différents types de lentilles minces et leur symbole - axe principal, centre optique, - distances focales et vergences - foyers principaux objet et image - foyers secondaires, plans focaux - conditions de Gauss

a) Présenter différents types de lentilles et définir le vocabulaire. b) Mettre en évidence expérimentalement les foyers principaux et quelques rayons particuliers.

- le professeur - le groupe élève ou le professeur

- coffret optique

OS 5 : Représenter l’image d’un objet à travers une lentille mince. 2h


MOYENS

- trajet des rayons particuliers passant par le foyer principal objet, le centre optique ou parallèles à l’axe principal - trajet d’un rayon quelconque - image d’un objet par une lentille mince

a) Tracer les différents rayons particuliers pour les lentilles minces convergentes et divergentes. b) Déterminer l’image d’un objet par une lentille mince.


- banc optique et accessoires


OS 6 : Appliquer les formes de conjugaison pour les lentilles minces. 4h


MOYENS

- formule de conjugaison !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - grandissement d’un objet - théorème des vergences

a) Démontrer la formule de conjugaison b) La vérifier expérimentalement. c) Déterminer la distance focale d’une lentille mince convergente par divers méthodes : Méthode de Silberman ; Objet à l’infini, Autocollimation, Méthode de Bessel. d) Faire des exercices traitant des applications des lentilles (ex : œil humain, appareil photographique etc.)

- le professeur - le professeur - le professeur - l’élève

- banc optique et accessoires - appareil photographique

OBJECTIF GENERAL 6 : Comprendre la structure et les propriétés de certains

composés organiques 21,5 h

OS 1 : Définir les composés organiques. 1,5h


MOYENS

- l’importance de l’élément carbone - présence possible d’autres éléments

a) Mettre en évidence le carbone dans les composés organiques :

par pyrolyse (ex : bois, sucre)

par combustion (ex : butane, éthanol)

b) Citer les autres éléments qui interviennent dans les composés organiques H, O, N


- matériel de combustion et corps organiques.

OS 2 : Etablir la formule brute d’un composé à partir des résultats de l’analyse élémentaire et réciproquement. 2h


MOYENS

- pourcentage en masse des éléments carbones, hydrogène et oxygène dans un échantillon - densité d’un gaz par rapport à l’air - densité par rapport à l’eau

a) Résoudre quelques exercices ciblés pour illustrer cette notion. b) Rappeler la définition de la densité.


- exercices polycopiés


OS 3 : Connaître la structure et la nomenclature des alcanes. 2,5h


MOYENS

- liaison covalente - structure des chaînes carbonées (linéaire, ramifiée, cyclique) - le carbone tétraédrique - formules (brute, développée, semi-développée, générale) - isomérie de chaîne (limitation à six atomes de carbone) - longueur des liaisons - nomenclature

a) Rappeler de la définition de la liaison covalente b) Construire des molécules d’alcanes à l’aide des modèles moléculaires. c) Mettre en évidence la structure tétraédrique du carbone à partir de la molécule de méthane. d) Mettre en évidence la libre rotation autour de la liaison C-C e) Etablir les formules (brute, développée, semi-développée, générale). f) Etablir la formule générale des alcanes. g) Découvrir les isomètres à partir des modèles moléculaires.

- l’élève - le groupe élève - le groupe élève - le groupe élève - le groupe élève - le groupe élève - le groupe élève

OS 4 : Connaître quelques propriétés chimiques des alcanes. 1,5h


MOYENS

- réactions de combustion des alcanes - réaction de substitution - conservation de la chaîne carbonée dans la substitution - applications :

utilisation des alcanes comme combustibles, carburants.

Utilisation des dérivés substitués

a) Réaliser la combustion complète et incomplète du butane. b) Réaliser une réaction de substitution avec au moins un alcane. c) Illustrer la conservation de la chaîne carbonée à l’aide d’un modèle moléculaire. d) Donner des exemples de dérivés utilisés dans la vie courante.


- labogaz - eau de chaux - verrerie - alcane, halogène verrerie


OS 5 : Connaître la structure et le nomenclature des alcanes et alcynes. 2,5h


MOYENS

- structure des alcènes - structure des alcynes - formules générales - formules semi -développées - isomérie E-Z - nomenclatures

a) Décrire à partir de modèles moléculaires, la géométrie des molécules d’éthylène et d’acétylène. b) Comparer les longueurs des liaisons (simple, double et triple). c) Mettre en évidence, à partir des modèles moléculaires :

L’impossibilité de la libre rotation autour de la liaison double ou triple

La distinction entre le carbone tétraédrique et les autres carbones

L’isométrie de position

L’isométrie E-Z

- le professeur - le professeur - l’élève ou le professeur

- modèles moléculaires

OS 6 : Connaître les propriétés chimiques des alcènes et les alcynes. 1,5h


MOYENS

- réactions de destruction - réactions d’addition - réactions de polymérisation :

Polychlorure de vinyle

Polyéthylène

Polyéthylène

a) Réaliser la combustion de l’acétylène b) Réaliser la réaction du dibrome sur l’acétylène c) Réaliser une autre réaction d’addition d) Illustrer à l’aide de modèles moléculaires le changement de structure du carbone au cours de la réaction d’addition.


- modèles moléculaires - pent-l-ène ou un alcène liquide - eau de brome - carbure de calcium - verrerie

OS 7 : Connaître les opérations de bases de l’industrie du pétrole et des gaz naturels. 1h


MOYENS

- fractionnement du pétrole brut - craquage et reformage - production nationale et mondiale

- A faire sous forme d’exposé - le groupe élève - documents enquête


OS 8 : Connaître la structure du benzène. 1h


MOYENS

- structure de la molécule - géométrie de la molécule - caractéristique du noyau benzénique - autre composés aromatiques :

Phénol

Styrène

Naphtalène

toluène

a) Représenter la molécule de benzène à l’aide des modèles moléculaires. b) Justifier la présence de six électrons délocalisés sur le cycle benzénique.

- le groupe élève - le professeur


OS 9 : Connaître les propriétés du noyau benzénique. 1,5h


MOYENS

- réaction de substitution - réaction d’addition - dérivés substitués du benzène - isomérie : ortho, méta, para

a) Représenter des dérivés à l’aide de modèles moléculaires. b) Signaler la toxicité du benzène.



OS 10 : Connaître quelques compositions oxygénées (formule générale nomenclature). 2h


MOYENS

- alcool - éther-oxyde - aldéhyde - cétone - acide carboxylique - ester

a) Découvrir les différentes combinaisons possibles entre les atomes C, O, H. b) Distinguer et nommer les différentes familles à partir du groupe fonctionnel c) Réaliser les modèles de quelques composés.

- le groupe élève - le professeur - le groupe élève



OS 11 : Connaître les produits de l’oxydation de l’éthanol. 1,5h


MOYENS

- combustion dans l’air - oxydation ménagée :

en présence d’un catalyseur

par MnO4-

a) Réaliser la combustion de l’éthanol et identifier les produits formés, b) Réaliser l’expérience de la lampe « sans flamme » c) Réaliser l’oxydation par une solution de permanganate de potassium acidifiée d) Identifier l’éthanal à l’aide du réactif de Schiff.


- verrerie - solutions oxydantes - solution d’éthanol - acide sulfurique concentré

OS 12 : Connaître des procédés d’obtention de l’éthanol. 0,5h


MOYENS

- hydratation de l’éthylène - fermentation des jus sucrés

- Mentionner des exemples locaux

- le groupe élève

OS 13 : Connaître les caractéristiques des réactions d’estérification et d’hydrolyse d’un ester. 3h


MOYENS

- définition de l’estérification et de l’hydrolyse - étude de l’estérification - étude de l’hydrolyse - notion d’équilibre chimique

a) Tracer et interpréter les courbes d’estérification et d’hydrolyse à partir des résultats d’expérience.

- l’élève et le professeur


OBJECTIF GENERAL 7 : Analyser une réaction d’oxydoréduction

20h

OS 1 : Utiliser la notion de couple oxydant-réducteur. 4h


MOYENS

- réaction d’oxydoréduction entre un métal et un ion. - demi-équation et équation-bilan - définitions des termes : Réducteur, oxydant, oxydation, réduction, oxydoréduction - couple oxydant réducteur - réaction d’oxydoréduction

a) Réaliser des expériences de passage d’un métal à l’ion correspondant et réciproquement. b) Interpréter les résultats c) Ecrire l’équation-bilan à partir des demi-équations. d) Réaliser d’autres expériences d’oxydoréduction

- le groupe élève - le professeur - l’élève - le professeur

- métal Cu - métal Zn - métal Fe - acide chlorhydrique - solution de sulfate de cuivre, fer, zinc - nitrate d’argent

OS 2 : Classer qualitativement les couples oxydants-réducteurs. 1h


MOYENS

- classification de quelques couples oxydants-réducteurs - action de l’ion H3O+ sur les métaux - classification électrochimique qualitative - place du couple (H3O+ /H2)

a) A partir des expériences précédentes classer qualitativement les couples. b) Déduire de la classification les réactions possibles.


- métal Cu - métal Zn - métal Fe - acide chlorhydrique - solution de sulfate de cuivre, fer, zinc - nitrate d’argent

OS 3 : Classer quantitativement les couples d’oxydants-réducteurs. 3h


MOYENS

- notion de pile - notion de potentiel d’oxydoréduction - classification quantitative des couples oxydants-réducteurs

a) Réaliser au moins quatre piles dont la pile Daniell b) Ecrire les demi-équations aux électrodes c) Définir la notion de potentiel d’oxydoréduction pour une demi-pile à hydrogène et une demi-pile quelconque d) Classer quantitativement des couples oxydants-réducteurs

- le groupe élève - l’élève - le professeur - le professeur

- matériel pour réaliser les piles - voltmètre - ampèremètre - A.O si possible (montage suiveur)


OS 4 : Appliquer la notion d’oxydoréduction à quelques couples en solution aqueuse. 4h


MOYENS

- étude des couples Cr2O72-/Cr3+,

MnO4-/Mn2+ ; Fe

3+/Fe2+ ; I2/I;

CH3COOH/CH3CH2OH - dosage de l’ion Fe

2+ par l’ion MnO4 et/ ou dosage de l2 par S2O3

2-

a) Réaliser quelques expériences à partir des couples ci-contre b) Ecrire les équations-bilan et donner les potentiels normaux c) Prévoir les réactions possibles à partir des potentiels normaux d) Réaliser l’un ou l’autre des deux dosages (ou les deux) e) Ecrire les équations-bilans f) Déterminer la concentration de la solution de titre inconnu.

- l’élève et le professeur - l’élève et le professeur - l’élève - le groupe élève - l’élève - l’élève

- solution de Fer II - H2SO4 - solution de KMnO4 - burette, bécher -agitateur magnétique - solution de KI - solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3

OS 5 : Expliquer l’oxydoréduction par voie sèche. 4h


MOYENS

- oxydation par le dioxygène - oxydation par le dichlore - notion de nombre d’oxydation - généralisation de la notion de nombre d’oxydation

a) Réaliser quelques expériences d’oxydoréduction par voie sèche Exemples :

oxydation du magnésium par le dioxygène

expérience de l’aluminothermie

b) Identifier une réaction d’oxydoréduction par le nombre d’oxydation

- le professeur - l’élève

- fil de magnésium - dioxygène - flacon - allumettes - AI, MnO2, Fe2 O3 ou Fe3 O4 - creuset réfractaire


OS 6 : Interpréter le phénomène de l’électrolyse. 3h


MOYENS

- électrolyse de la solution aqueuse d’acide sulfurique - électrolyse de la solution aqueuse de chlorure d’étain - électrolyse de la solution aqueuse de chlorure de sodium

a) Réaliser les différentes expériences b) Interpréter les résultats c) Comparer les réactions aux électrodes avec les réactions naturelles d’oxydoréduction

- le groupe élève - le professeur - le professeur

- alimentation 6V-12V - électrolyseur - rhéostat - électrodes en carbone - ampèremètre - voltmètre - tube en U - solution H2SO4 - solution SnCI2 en milieu H3O (HCI) fraîchement préparée - solution de chlorure de sodium - indigo ou encre Phénolphtaléine

OS 7 : Expliquer le fonctionnement des piles électriques. 1h


MOYENS

- piles Daniell, Volta, Leclanché, alcaline - accumulateurs

a) Expliquer le fonctionnement de la pile Daniell à partir des résultats expérimentaux b) Expliquer le fonctionnement des autres piles à partir de documents.


- échantillons de piles - documents divers

OS 8 : Expliquer le phénomène de corrosion. 1h


MOYENS

- corrosion et protection des métaux

a) A faire sous forme d’exposé

- le groupe élève

- documents enquête


C.

C.1 LES OBJECTIFS GENERAUX DU PROGRAMME C.1.1 LES OBJECTIFS GENERAUX DU PROGRAMME L’enseignement des sciences physiques en classe de 1ère D permettra à l’élève de :

1- appliquer le théorème de l’énergie cinétique ; 2- appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique ; 3- analyser le bilan énergétique d’un circuit ; 4- analyser le fonctionnement de quelques composants électriques ; 5- analyser la trajectoire d’un rayon lumineux ; 6- comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques ; 7- analyser une réaction d’oxydoréduction.

C.1.2 LE TABLEAU DE SPECIFICATION. Tableau de spécification des objectifs généraux du programme de Sciences Physiques en 1ère D

OBJECTIFS GENERAUX TYPES D’APPRENTISSAGE

Connaissance %

Compréhension % Application

% Total

%

1- Appliquer le théorème de l’énergie cinétique

2 3,9 6 11,9

2 - Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique

1 2 3 6

3 – Analyser le bilan énergétique d’un circuit

2 4 7 13

4 – Analyser le fonctionnement de quelques composants électroniques

2 4,5 7 13,5

5 – Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux

4 3 7 14

6 – Comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques

14 8 0,7 22,7

7 – Analyser une réaction d’oxydoréduction

2,9 7 9 18,9

Total 27,9 32,4 39,7 100

Volume horaire hebdomadaire élève : 3H en classe entière + 2H en demi-classe.

PREMIERE D


C.2 LES OBJECTIFS SPECIFIQUES DU PROGRAMME. Le programme de sciences physiques de Première D poursuit les objectifs spécifiques suivants, à l’intérieur les objectifs généraux indiqués :


Objectifs spécifiques 1- Déterminer le travail d’une force constante. 2- Déterminer la puissance d’une force constante. 3- Résoudre un problème en utilisant le théorème de l’énergie cinétique.

OBJECTIF GENERAL N°2 Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique


1- Déterminer la variation de l’énergie potentielle d’un solide dans le champ de pesanteur : Ep = m.g.z (Ep = 0 pour z = 0). 2- Déterminer l’énergie totale d’un solide en translation dans le champ de pesanteur uniforme. 3- Utiliser la conservation de l’énergie mécanique totale pour résoudre des problèmes.

OBJECTIF GENERAL N°3 Analyser le bilan énergétique d’un circuit électrique


1- Connaître la relation entre le champ et la force électrostatiques. 2- Calculer l’énergie potentielle élastique d’une charge ponctuelle. 3- Appliquer la loi d’Ohm. 4- Appliquer l’expression de la puissance et de l’énergie électrique reçues ou fournies par un dipôle.

OBJECTIF GENERAL N°4 Analyser le fonctionnement de quelques composants électriques.


1- Déterminer les caractéristiques d’un condensateur. 2- Appliquer les lois d’association des condensateurs. 3- Connaître l’expression de l’énergie stockée par un condensateur. 4-Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime linéaire. 5- Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime saturé.

OBJECTIF GENERAL N°5 Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux.


1- Connaître quelques définitions utilisées en optique géométrique. 2- Appliquer les lois de la réflexion. 3- Appliquer les lois de la réflexion. 4- Acquérir le vocabulaire relatif aux lentilles minces. 5- Représenter l’image d’un objet à travers une lentille mince. 6- Appliquer les formules de conjugaison pour les lentilles minces.


OBJECTIF GENERAL N°6 Comprendre la structure et les propriétés de certains composés organiques.


1- Définir les composés organiques. 2- Etablir la formule brute d’un composé à partir des résultats de l’analyse élémentaire et réciproquement. 3- Connaître la structure et la nomenclature des alcanes. 4-Connaître quelques propriétés chimiques des alcanes. 5- Connaître la structure et la nomenclature des alcènes et alcynes. 6- Connaître quelques propriétés chimiques des alcènes et alcynes. 7- Connaître les opérations de base de l’industrie du pétrole et des gaz naturels. 8- Connaître la structure du benzène. 9- Connaître les propriétés du noyau benzénique. 10- Connaître quelques composés oxygènes (formules et nomenclature). 11- Connaître les produits de l’oxydation de l’éthanol. 12- Connaître les procédés d’obtention de l’éthanol. 13- Connaître les caractéristiques des réactions d’estérification et d’hydrolyse d’un ester.

OBJECTIF GENERAL N°7 Analyser une réaction d’oxydoréduction.


1- Utiliser la notion de couple oxydant-réducteur. 2- Classer qualitativement les couples oxydoréducteurs. 3- Classer quantitativement les couples oxydoréducteurs. 4- Appliquer la notion d’oxydoréduction à quelques couples en solution aqueuse. 5- Expliquer l’oxydoréduction par voie sèche. 6- Interpréter le phénomène de l’électrolyse. 7- Expliquer le fonctionnement des piles électrochimiques.

NB : L’enseignant ne doit pas perdre de vue les objectifs non cognitifs liés au travail en équipe tels que la capacité de l’élève à : - jouer pleinement son rôle au sein d’une équipe ; - émettre des opinions ; - respecter l’opinion des autres membres de l’équipe ; - prendre la parole au moment opportun ; - etc.

Ce qui favorise : - la communication ; - l’esprit de créativité ; - l’idée de justice, d’égalité, de liberté, de solidarité, de démocratie chez l’élève.


C.3 LES CONTENUS, ACTIVITES, METHODES ET MOYENS PEDAGOGIQUES.

OBJECTIF GENERAL 1 : Appliquer le théorème de l’énergie cinétique

11 h

OS 1 : Déterminer le travail d’une force constante. 4,5h


MOYENS

- expression du travail d’une force constante lors d’un déplacement rectiligne !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Avec !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - travail élémentaire - expression du travail d’une force constante lors d’un déplacement quelconque - unité de travail - cas particulier du poids d’un corps dans le cas de g constante : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (où z est l’altitude du centre d’inertie du solide et l’axe des z orienté vers le haut).

a) Rappeler brièvement les propriétés d’un produit scalaire b) Rappeler la notion de travail à partir d’exemples concrets et familiers. c) Définir le travail d’une force constante dans le cas d’un déplacement rectiligne. d) Définir le travail d’une force constante quelconque. e) Insister sur l’invention et la schématisation des forces.

- le professeur - l’élève - le professeur - le professeur - le professeur

OS 2 : Déterminer la puissance d’une force constante. 1h


MOYENS

- puissance moyenne !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - unité de puissance - puissance instantanée d’une force. §§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§ §§§§§§§§§§§§§§§§

a) Rappeler la définition de la puissance moyenne. b) Définir la puissance instantanée. c) Rappeler l’unité de la puissance.

- l’élève - le professeur - l’élève


OS 3 : Résoudre un problème en utilisant le théorème de l’énergie cinétique. 5,5 h


MOYENS

- définition de l’énergie cinétique d’un solide en mouvement de translation dans un repère galiléen. - unité - énoncé du théorème de l’énergie cinétique !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - résolution d’exercices

a) TP : Mesurer la vitesse d’une bille en fonction de la hauteur de chute ou exploiter l’enregistrement du mouvement de chute libre d’une bille pour établir la relation : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! b) Définir l’énergie cinétique c)Enoncer le théorème de l’énergie cinétique. d) Vérifier le théorème de l’énergie cinétique. e) Donner une méthode de résolution des problèmes de mécanique.

- le groupe - le professeur - le professeur - le groupe - le professeur

- dispositif d’étude de la chute libre - enregistrement du mouvement de chute libre d’une bille - dispositif de la chute libre sur plan incliné avec frottements (chute ralentie) - série d’exercices policopiés

OBJECTIF GENERAL 2 : Appliquer le principe de la conservation de l’énergie mécanique

5,5 h

OS 1 : Déterminer la variation de l’énergie potentielle d’un solide. dans le champ de pesanteur uniforme : Ep = m.g.z (Ep = 0 pour z = 0). 1h


MOYENS

- expression de l’énergie potentielle de pesanteur - choix d’une référence - unité

a) Présenter des situations mettant en évidence l’énergie d’un corps liée à sa position b) Définir l’énergie potentielle d’un solide dans le champ de pesanteur uniforme. c) Calculer des variations de l’énergie potentielle avec des références différentes. d) Insister sur la notion de référence.

- le professeur - le professeur - l’élève - le professeur


OS 2 : Déterminer l’énergie mécanique totale d’un solide en translation dans le champ de pesanteur uniforme. 2h


MOYENS

- expression de l’énergie mécanique totale Em = EC + EP - calcul de EM dans le cas d’un solide ; l’état de référence étant choisi.

a) Exploiter graphiquement les résultats du TP (Chute libre). b) Définir l’énergie mécanique. c) Montrer la conservation de l’énergie mécanique. d) Préciser les conditions de cette conservation.

- l’élève - le professeur - l’élève - l’élève

Mesures du TP (Chute libre)

OS 3 : Utiliser la conservation de l’énergie mécanique pour résoudre des problèmes. 2,5 h


MOYENS

- conservation de l’énergie mécanique dans les cas suivants :

chute libre

solide glissant sans frottement sur plan incliné et sur une piste de profil quelconque.

- non conservation de l’énergie mécanique.

a) Vérifier expérimentalement la conservation de l’énergie mécanique. b) Faire des exercices d’application judicieusement choisis.

- le groupe - l’élève

- banc à coussin d’air - série d’exercices polycopiés


OBJECTIF GENERAL 3 : Analyse le bilan énergétique d’un circuit

12 h

OS 1 : Connaître la relation entre le champ et la force électrostatiques. 4 h


MOYENS

- définition de la force électrostatique - définition de l’espace champ électrostatique - expression !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

a) Montrer l’interaction entre deux charges de même signes ou de signes opposés. b) Mettre en évidence la force électrostatique entre deux charges ponctuelles. c) Définir la force électrostatique entre deux charges ponctuelles (qualitativement). d) Définie le vecteur champ électrostatique en fonction de la force électrique. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! e) Visualiser les lignes dans le cas : - d’un champ créé par une charge ponctuelle. - d’un champ créé par deux plaques métalliques parallèles (champ uniforme). f) Représenter le champ électrostatique créé en un point de l’espace par une charge ponctuelle.


- machine de Whimshurst - cuve rhéographique - bâtons de verre, d’ébonite - soie, peau de chat ou tissu synthétique - pendule électrostatique - machine de whimshurst


OS 2 : Calculer l’énergie potentielle électrique d’une charge ponctuelle dans un champ électrostatique uniforme. 2,5 h


MOYENS

- définition de la d.d.p. à partir du travail de la force électrique dans un champ uniforme. §§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§ //////////////////////////// - unité du champ électrostatique - énergie potentielle électrostatique.

a) Mettre en évidence et tracer les lignes équipotentielles d’un champ électrostatique uniforme. b) Calculer le travail de la force s’exerçant sur une charge ponctuelle dans un champ uniforme c) Définir la d.d.p. entre deux points d’un champ à partir du travail de la force électrostatique. d) Appliquer la relation !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Au calcul de l’intensité du champ électrostatique ou de la d.d.p. entre deux points. e) Rappeler le fonctionnement d’un oscilloscope en application d’un champ uniforme.

- l’élève - l’élève - le professeur - l’élève - le professeur

- machine de Whimshurst - cuve rhéographique - oscilloscope - alimentation

OS 3 : Utiliser la conservation de l’énergie mécanique pour résoudre des problèmes. 2,5 h


MOYENS

- expression de la loi d’ohm

pour un récepteur : conducteur ohmique !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! autres récepteurs !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

pour un générateur : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - généralisation de la loi d’Ohm (loi de Pouillet)

a) Rappeler la caractéristique de quelques dipôles b) Tracer la caractéristique d’un électrolyseur c) Rappeler la caractéristique de la pile d) Donner les schémas équivalents d’un générateur réel

- l’élève - l’élève - l’élève - le professeur


OS 4 : Appliquer l’expression de la puissance et de l’énergie électrique reçues ou fournies par un dipôle. 3 h


MOYENS

- puissance reçue !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - cas du conducteur !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - cas d’un récepteur quelconque !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - puissance fournie par un générateur !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - bilan énergétique

a) Faire le bilan énergétique d’un circuit. b) Retrouver la loi de Pouillet c) Rechercher les limites de fonctionnement d’un dipôle en utilisant sa puissance maximal supportable. d) Définir les puissances générée, fournie, reçue, utile. e) Montrer que la somme des puissances reçues est égale à la somme des puissances fournies. f) Définir les rendements (générateur, récepteur, circuit.)



OBJECTIF GENERAL 4 : Analyser le fonctionnement de quelques composants électriques.

12 h

OS 1 : Déterminer les caractéristiques d’un condensateur. 4 h


MOYENS

- Définition et symbole d’un condensateur - Relation entre la charge portée par l’armature positive d’un condensateur et la tension à ses bornes : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - capacité d’un condensateur !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - Unité de capacité - Limite d’utilisation d’un condensateur

a) Présenter différents types de condensateurs : - non polarisés !!!!!!!!!!!!!!! - à capacité variable !!!!!!!!!!!!!! - chimiques ou électrolytiques polarisés !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! b) Réaliser la charge et la décharge d’un condensateur c) Réaliser la charge d’un condensateur à courant constant - relever la tension UAB en fonction du temps - tracer la courbe QA = f(UAB) - en déduire la capacité C du condensateur d) Visualiser la charge et la décharge d’un condensateur à l’oscilloscope. e) Déduire de la courbe UAB = f(t) (à l’oscilloscope) la capacité du condensateur (faible capacité) f) Définir la tension nominale g) Définir la tension de claquage et le champ disruptif.

- le professeur - le professeur - le groupe élève - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur

- divers condensateurs - générateur - galvanomètre (à zéro central) - condensateur - commutateur - fils de connexion - maquette CNMS « charge et décharge d’un condensateur » - oscilloscope - alimentation

OS 2 : Appliquer les lois d’association des condensateurs. 0,5 h


MOYENS

- Capacité équivalente à une association de deux condensateurs :

en parallèle

en série

a) Démontrer la relation C = C1 + C2 b) Vérifier expérimentalement C = C1 + C2 c) Donner la relation C = !!!!!!!!!!

- l’élève - le professeur - le professeur

Maquette C.N.M.S. charge et décharge d’un condensateur


OS 3 : Connaître l’expression de l’énergie stockée par un condensateur. 1 h


MOYENS

- Expression de l’énergie stockée par un condensateur

a) Mettre en évidence l’énergie stockée par un condensateur b) Citer quelques utilisations des condensateurs en tant que réservoir d’énergie c) Exemple : alimenter un générateur de mélodie, un moteur ou une LED (avec une résistance de protection) à l’aide d’un condensateur chargé d) Donner l’expression de l’énergie stockée par un condensateur. Calculer cette énergie


- lampes 2,5 – 3,5 V - petit moteur électrique - générateur de mélodie etc -condensateurs - LED

OS 4 : Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime linéaire. 5 h


MOYENS

- symbole de l’A.O. - Propriétés d’un A.O. idéal - quelques fonctions de l’A.O.

suiveur

amplificateur inverseur

amplificateur non inverseur

sommateur inverseur

a) Décrire l’amplificateur opérationnel b) Le schématiser c) Donner les propriétés d’un A.O. idéal d) Réaliser les montages suiveur, amplificateur inverseur et non inverseur, à partir de leurs schémas e) Relever les couples (Ue, Us) f) Tracer les caractéristiques Us = f(Ue) g) Les visualiser à l’oscilloscope h) Retrouver par le calcul, les relations Us = f(Ue) pour chaque montagne i) Réaliser le montage sommateur inverseur

- le professeur - le professeur - le professeur - le groupe - le groupe - l’élève - le professeur - l’élève - le professeur

- A.O et accessoires - oscilloscope - alimentation - doc n° 1069


OS 5 : Utiliser l’amplificateur opérationnel en régime saturé. 2 h


MOYENS

- Rappel de la propriété : !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Quelle que soit Ve - Le comparateur

a) Réaliser le montage comparateur b) Donner une application pratique du montage Ex : Régulateur de température…


- A.O - L.D.R. thermocouple…

OBJECTIF GENERAL 5 : Analyser la trajectoire d’un rayon lumineux.

13 h

OS 1 : Connaître quelques définitions en optique géométrique. 1,5 h


MOYENS

- définition des termes : Source de lumière, récepteur, faisceaux lumineux, rayon lumineux, milieu de propagation, lumière monochromatique, célérité, longueur d’onde fréquence.

a) Réaliser des faisceaux parallèles ou cylindriques, divergents et convergents, puis un pinceau lumineux b) Réaliser la dispersion de la lumière blanche


- sources lumineuses - lentilles - prisme - source Laser - rétroprojecteur

OS 2 : Appliquer les lois de la réflexion. 2 h


MOYENS

- définition des rayons incident et réfléchi, de l’angle d’incidence, de la normale à la surface de séparation. - loi de Descartes - image d’un objet lumineux donnée par un miroir plan.

a) Mettre en évidence expérimentalement les lois de la réflexion (TP) b) Déterminer l’image d’un objet lumineux par un miroir plan à partir d’une «expérience (l’expérience de la bougie), puis d’un schéma.

- le groupe élève - le groupe ou le professeur

- coffret optique


OS 3 : Appliquer les lois de la réfraction. 3,5 h


MOYENS

- définition des rayons incident et réfracté, de l’angle de réfraction - loi de Descartes - définition de l’indice de réfraction absolu - définition de l’indice relatif d’un milieu par rapport à un autre - angle limite de réfraction - réflexion total

a) Mettre en évidence expérimentalement les lois de la réfraction (TP) b) Vérifier expérimentalement et par calcul que le passage d’un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent n’est pas toujours possible c) Réaliser une fontaine lumineuse si l’on possède une source Laser.

- le groupe - le groupe -le professeur

- coffret optique - source Laser

OS 4 : Acquérir le vocabulaire relatif aux lentilles minces. 1,5 h


MOYENS

- définition des lentilles - différents types de lentilles minces et leur symbole - axe principal, centre optique, - foyer principaux objet et image - distance focale et vergence - foyer secondaires, plans focaux - conditions de Gauss

a) Présenter différents types de lentilles et définir le vocabulaire b) Mettre en évidence expérimentalement les foyers principaux et quelques rayons particuliers (se limiter aux lentilles convergentes)

- le professeur - le groupe ou le professeur

- coffret optique

OS 5 : Représenter l’image d’un objet à travers une lentille mince. 1,5 h


MOYENS

- trajet des rayons particuliers passant par le foyer principal objet, le centre optique ou parallèles à l’axe principal - trajet d’un rayon quelconque - image d’un objet par une lentille mince

a) Tracer les différents rayons particuliers pour les lentilles minces convergentes b) Déterminer l’image d’un objet par une lentille mince convergente.


- banc d’optique et accessoires


OS 6 : Appliquer les formules de conjugaison pour les lentilles minces. 3 h


MOYENS

- Formule de conjugaison !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - grandissement d’un objet - théorème des vergences

a) Donner la formule de conjugaison b) La vérifier expérimentalement c) Déterminer la distance focale d’une lentille mince convergente par diverses méthodes : Méthode de Silberman ; Objet à l’infini, Autocollimation, méthode de Bessel d) Faire des exercices traitant des applications des lentilles (ex : œil humain, appareil photographique etc…)

- le professeur - le professeur - le professeur - l’élève

- banc optique et accessoires - appareil photographique

OBJECTIF GENERAL 6 : Comprendre la structure et les propriétés de certains

composés organiques. 21 h

OS 1 : Définir les composés organiques. 1,5 h


MOYENS

- l’importance de l’élément carbone - présence possible d’autres éléments

a) Mettre en évidence le carbone dans les composés organiques par pyrolyse (ex : bois, sucre) par combustion (ex : butane éthanol) b) Citer les autres éléments qui interviennent dans les éléments qui interviennent dans les composés organiques H, O, N


Matériel de combustion et corps organiques


OS 2 : Etablir la formule brute d’un composé à partir des résultats de l’analyse élémentaire et réciproquement. 2 h


MOYENS

- pourcentage en masse des éléments carbones, hydrogène et oxygène dans un échantillon - densité d’un gaz par rapport à l’air - densité par rapport à l’eau

a) Résoudre quelques exercices ciblés pour illustrer cette notion b) Rappeler la définition de la densité.


Exercices polycopiés

OS 3 : Connaître la structure et la nomenclature des alcanes 2,5 h


MOYENS

- liaison covalente - structure des chaînes carbonées (linéaire, ramifiée, cyclique) - le carbone tétraédrique - formules (brute, développée, semi-développée, générale) - isomérie de chaîne (limitation à six atomes de carbone) - longueur des liaisons - nomenclature

a) Rappeler la définition de la liaison covalente b) Construire des molécules d’alcanes à l’aide des modèles moléculaires. c) Mettre en évidence la structure tétraédrique du carbone à partir de la molécule de méthane d) Mettre en évidence la libre rotation autour de la liaison C-C e) Etablir les formules (brute, développée, semi-développée, générale) f) Etablir la formule générale des alcanes. g) Découvrir les isomètres à partir des modèles moléculaires.

- l’élève - le groupe élève - le professeur - le professeur - le professeur - le professeur - le groupe



OS 4 : Connaître quelques propriétés chimiques des alcanes 1,5 h


MOYENS

- réactions de combustion des alcanes - réaction de substitution - conservation de la chaîne carbonée dans la substitution - applications :

utilisation des alcanes comme combustibles, carburants.

Utilisation des dérivés substitués.

a) Réaliser la combustion complète et incomplète du butane b) Réaliser une réaction de substitution avec au moins un alcane c) Illustrer la conservation de la chaîne carbonée à l’aide d’un modèle moléculaire d) Donner des exemples de dérivés utilisés dans la vie courante.


- labogaz - eau de chaux - verrerie - alcane, halogène verrerie

OS 5 : Connaître la structure et la nomenclature des alcènes et alcynes. 2 h


MOYENS

- structure des alcènes - structure des alcynes - formules générales - formules semi-développées - isomérie E-Z - nomenclatures

a) Décrire à partir des modèles moléculaires la géométrie des molécules d’éthylène et d’acétylène. b) Comparer les longueurs des liaisons (simple, double et triple) c) Mettre en évidence, à partir des modèles moléculaires :

L’impossibilité de la libre rotation autour de la liaison double ou triple

La distinction entre le carbone tétraédrique et les autres carbones

l’isomérie de position

l’isomérie E-Z

- le professeur - le professeur - l’élève ou le professeur



OS 6 : Connaître les propriétés chimiques des alcènes et alcynes. 1,5 h


MOYENS

- réactions de destruction - réactions d’addition - réactions de polymérisation :

polychlorure de vinyle

polyéthylène

polystyrène

a) Réaliser la combustion de l’acétylène b) Réaliser la réaction du dibrome sur l’acétylène c) Réaliser une autre réaction d’addition d) Illustrer à l’aide de modèles moléculaires le changement de structure du carbone au cours de la réaction d’addition.


- modèles moléculaires - pent-l-ène ou un autre alcène liquide - eau de brome - carbure de calcium - verrerie

OS 7 : Connaître les opérations de bases de l’industrie du pétrole et des gaz naturels. 1h


MOYENS

- fractionnement du pétrole brut - craquage et reformage - production nationale et mondiale

A faire sous forme d’exposé - le groupe élève - documents, enquête

OS 8 : Connaître la structure du benzène. 0,5h


MOYENS

- structure de la molécule - géométrie de la molécule - caractéristique du noyau benzénique - autres composés aromatiques :

phénol

styrène

naphtalène

toluène

a) Représenter la molécule de benzène à l’aide des modèles moléculaires b) Justifier la présence de six électrons délocalisés sur le cycle benzénique



OS 9 : Connaître les propriétés du noyau benzénique. 1,5h


MOYENS

- réaction de substitution - réaction d’addition - dérivés substitués du benzène - isomérie-ortho, méta, para

a) Représenter des dérivés à l’aide de modèles moléculaires b) Signaler la toxicité du benzène




OS 10 : Connaître quelques composés oxygénés (formule générale et nomenclature). 2h


MOYENS

- alcool - éther-oxyde - aldéhydes - cétones -aide carboxylique - ester

a) Découvrir les différentes combinaisons possibles entre les atomes C, O, H b) Distinguer et nommer les différentes familles à partir du groupe fonctionnel c) Réaliser les modèles de quelques composés.

- le groupe élève - le professeur - le groupe élève


OS 11 : Connaître les produits de l’oxydation de l’éthanol. 1,5h


MOYENS

- combustion dans l’air - oxydation ménagée :

en présence d’un catalyseur

par MnO4-

a) Réaliser la combustion de l’éthanol et identifier les produits formés b) Réaliser l’expérience de la lampe « sans flamme » c) Réaliser l’oxydation par une solution de permanganate de potassium acidifiée d) Identifier l’éthanal à l’aide du réactif de Schiff.


Verrerie solutions oxydantes solution d’éthanol acide sulfurique concentré

OS 12 : Connaître des procédés d’obtention de l’éthanol. 0,5h


MOYENS

- hydratation de l’éthylène - fermentation des jus sucrés

Mentionner des exemples locaux - le professeur

OS 13 : Connaître les caractéristiques des réactions d’estérification et d’hydrolyse d’un ester. 3h


MOYENS

- définition de l’estérification et de l’hydrolyse - étude de l’estérification - étude de l’hydrolyse - notion d’équilibre chimique

a) Tracer et interpréter les courbes d’estérification et d’hydrolyse à partir des résultats d’expérience

- l’élève et le professeur


OBJECTIF GENERAL 7 : Analyser une réaction d’oxydoréduction.

17,5 h

OS 1: Utiliser la notion de couple oxydant-réducteur. 3h


MOYENS

- réaction d’oxydoréduction entre un métal et un ion - définition des termes : Réducteur, oxydant, oxydation, réduction, oxydoréduction - couple oxydoréducteur ou (couple oxydant-réducteur) - réaction d’oxydoréduction - demi-équation et équation-bilan

a) Réaliser des expériences de passage d’un métal à l’ion correspondant et réciproquement b) Interpréter les résultats c) Ecrire l’équation-bilan à partir des demi-équations d) Réaliser d’autres expériences d’oxydoréduction

- le groupe élèves - le professeur - le professeur - le professeur

- métaux (Cu, Zn, Fe) - acide chlorhydrique - solution de sulfate de cuivre, fer, zinc - nitrate d’argent

OS 2: Classer qualitativement les couples oxydants-réducteurs. 1,5h


MOYENS

- classification de quelques couples oxydants-réducteurs - action de l’ion H3O+ sur les métaux -classification électrochimique qualitative - place du couple (H3O+/H2)

a) A partir des expériences précédentes classer qualitativement les couples d) Déduire de la classification les réactions possibles


- idem (ODl)

OS 3: Classer quantitativement les couples oxydants-réducteurs. 1,5h


MOYENS

- notion de pile - notion de potentiel d’oxydoréduction - classification quantitative des couples oxydants-réducteurs

a) Réaliser au moins quatre piles dont la pile Daniell b) Ecrire les demi-équations aux électrodes c) Définir la notion de potentiel d’oxydoréduction pour une demi-pile à hydrogène et une demi-pile quelconque d) Classer quantitativement des couples oxydants-réducteurs

- le groupe - l’élève - le professeur - le professeur

- matériel pour réaliser les piles - voltmètre - ampèremètre -A.O si possible (montage suiveur)


OS 4: Appliquer la notion d’oxydoréduction à quelques couples en solution aqueuse. 3,5h


MOYENS

- étude des couples Cr2O72-/Cr3+

MnO4-/Mn2+ ; Fe

3+/Fe2+ ; I2/I- .

CH3COOH/CH3CH2OH - dosage de l’ion Fe

2+ par l’ion MnO4

- et / ou dosage de I2 par S2O3

2-

a) Réaliser quelques expériences à partir des couples ci-contre b) Ecrire les équation-bilan et donner les potentiels normaux c) Prévoir les réactions possibles à partir des potentiels normaux d) Réaliser l’un ou l’autre des deux dosages (ou les deux) e) Ecrire les équations-bilans f) Déterminer la concentration de la solution de titre inconnu

- le professeur - l’élève et le professeur - l’élève - le groupe élève - élève - élève

- solution de Fer II - acide sulfurique - solution de KMnO4 - burette, bécher - agitateur magnétique - solution de KI - solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3

OS 5: Expliquer l’oxydoréduction par voie sèche. 3h


MOYENS

- oxydation par le dioxygène - oxydation par le dichlore - notion de nombre d’oxydation - généralisation de la notion de nombre d’oxydation

a) Réaliser quelques expériences oxydoréduction par voie sèche Exemples :

oxydation du magnésium par le dioxygène

expérience de l’aluminothermie

b) Identifier une réaction oxydoréduction par le nombre d’oxydation

- le professeur - l’élève

- fil de magnésium - dioxygène - flacon - boîtes d’allumettes - AI, MnO2, Fe2O3 ou Fe3O4 - creuset réfractaire


OS 6 : Interpréter le phénomène de l’électrolyse. 3h


MOYENS

- électrolyse de la solution aqueuse d’acide sulfurique - électrolyse de la solution aqueuse de chlorure d’étain - électrolyse de la solution aqueuse de chlorure de sodium

a) Réaliser les différents expériences b) Interpréter les résultats c) Comparer les réactions aux électrodes aux réactions naturelles oxydoréduction

- groupe élève - le professeur - le professeur

- alimentation - électrolyseur - rhéostat - électrodes en carbone -ampèremètre - voltmètre - tube en U - solution H2SO4 - solution SnCI2 en milieu H3O+ (HCI), fraîchement préparée - solution de chlorure de sodium - indigo - phénolphtaléine

OS 7 : Expliquer le fonctionnement des piles électrochimiques. 1,5h


MOYENS

- piles Daniell, Volta, Leclanché, alcaline - accumulateurs

a) Expliquer le fonctionnement de la pile Daniell à partir des résultats expérimentaux b) Expliquer le fonctionnement des autres piles à partir de documents


- échantillons de piles - documents divers


D. L’évaluation constitue un élément essentiel de la mise en œuvre et de la réussite de toute activité d’enseignement ou d’apprentissage. Il est extrêmement important que l’enseignant puisse planifier et réaliser, à l’intérieur de son programme, une double démarche d’évaluation ; celle qui consiste à évaluer son propre enseignement et celle qui consiste à évaluer les apprentissages de ses élèves. Il ne faut pas confondre ces deux évaluations, car il n’y a pas nécessairement adéquation entre les deux.

D.1 L’EVALUATION DE L’ENSEIGNEMENT

L’évaluation de l’enseignement consiste à recueillir l’information la plus utile et la plus précise possible sur la nature, la qualité ou l’efficacité de l’enseignement donné par un professeur. Il faut distinguer l’évaluation formative de l’enseignement, généralement effectuée ou demandée par l’enseignant lui-même et qui a pour objet de donner à l’enseignant ; la rétroaction nécessaire pour lui permettre d’améliorer son enseignement ; et l’évaluation administrative, effectuée à la demande des responsables hiérarchiques, en vue de prendre des décisions concernant les tâches ou la carrière d’un enseignant. Il est contraire à l’éthique et à la justice de se servir d’une évaluation formative à des fins sommatives ou administratives.

Seule l’évaluation formative de l’enseignement nous intéresse ici, puisque notre but est d’aider l’enseignant, à travers le programme, à mieux atteindre ses objectifs pédagogiques. Qui doit évaluer ? En principe, c’st l’enseignant lui-même qui prend l’initiative d’une évaluation formative de son enseignement et qui choisit les évaluateurs. Il peut faire appel à un collègue expérimenté, reconnu pour son objectivité, ou il peut inviter un conseiller pédagogique à visiter sa classe et à lui faire des remarques utiles. Si l’initiative vient du conseiller lui-même, il devra en avertir l’enseignant à l’avance et le rassurer clairement sur la nature formative de l’évaluation qu’il entend faire. Surtout au niveau secondaire, l’enseignant peut fort bien avoir recours au jugement des élèves. C’est là une pratique courante dans plusieurs pays et les recherches pédagogiques effectuées depuis 50 ans ont démontrés que les élèves sont tout à fait capables de discerner et de juger les différents aspects de l’enseignement et que leur évaluation jouit d’un haut degré de fiabilité. L’enseignant peut aussi constituer un comité de trois élèves qu’il charge de recueillir les commentaires utiles auprès de leurs camarades. Que faut-il évaluer et quand ? Dans une évaluation formative, il appartient à l’enseignant de décider quels aspects de son enseignement il désire évaluer. A mi-semestre (cinq pi six semaines après le début des cours), il est recommandé à l’enseignant de faire une évaluation sommative et informelle de son enseignement, c’est-à-dire de chercher à connaître très globalement les forces et les faiblesses de son enseignement afin d’y apporter immédiatement les correctifs nécessaires.

EVALUATION


A la fin d’un semestre ou de l’année, l’enseignant peut procéder à une évaluation formative plus complète et plus formelle (couvrant plusieurs aspects de son enseignement), pour l’aider à améliorer son enseignement lors d’un prochain semestre. Comment évaluer ? Pour l’évaluation de mi-semestre, l’enseignant peut se contenter de demander aux élèves ou à l’observateur invité de lui indiquer les deux ou trois points (les plus appréciés) de son enseignement, ainsi que les deux ou trois points qu’il serait bon d’améliorer. Il compile ces remarques, en tire ses conclusions, fait état de celles-ci en classe et en profite pour dire aux élèves ce qu’il attend d’eux et pour relancer la motivation générale. Pour l’évaluation de fin de semestre ou de fin d’année, il est recommandé à l’enseignant de mettre entre les mains des élèves ou de l’observateur invité un questionnaire ne comportant que des énoncés fermés et une échelle constante en quatre points. Ces énoncés, que l’enseignant peut rédiger lui-même ou emprunter à une grille existante, touchent tous les aspects importants de l’enseignement, c’est-à-dire qu’ils ont trait aux cinq grandes qualités de tout bon enseignant : - la compétence dans la matière enseignée ; - la compétence pédagogique (planification et organisation du cours et des activités d’apprentissage) ; - les qualités de communication et d’interaction avec les élèves ; - les attitudes positives face aux élèves ; - la compétence et l’objectivité dans l’évaluation des apprentissages.

D.2 L’EVALUATION DES APPRENTISSAGES D.2.1 MESURE ET EVALUATION La mesure permet de recueillir des données au sujet des résultats de l’apprentissage. Elle s’obtient au moyen de divers instruments, tels des tests, des examens, des grilles d’observation et des fiches d’appréciation. L’évaluation consiste à porter un jugement, en vue d’une prise de décision, à partir des résultats obtenus à l’aide des instruments de mesure. La mesure et l’évaluation portent sur le degré d’atteinte des objectifs généraux et spécifiques proposés aux élèves au cours de l’année. Ces objectifs sont habituellement formulés de façon à être observables et mesurables. D.2.2 LES PRINCIPAUX TYPES D’INSTRUMENTS DE MESURE Les quatre principaux types d’instruments de mesure sont le test, l’examen (aussi appelé contrôle, interrogation ou devoir), la grille d’observation et la fiche d’appréciation.


Le test Le test prend la forme d’une série de questions à choix multiples, de questions « vrai ou faux », de questions à appariement, de questions à réponse courte et de questions à réponse élaborés. Les procédures d’administration, la méthode de correction et les procédés d’interprétation d’un test sont généralement uniformisés pour tous les élèves.

L’examen Tout comme le test, l’examen, aussi appelé contrôle, interrogation ou devoir, se présente aussi la forme d’une série de question à choix multiples, de questions « vrai ou faux », de questions à appariement, de questions à réponse courte et de questions à réponse élaborée. C’est un instrument de mesure plus artisanal que le test, et son administration, sa correction et son interprétation se font d’une façon moins formelle.

La grille d’observation La grille d’observation se présente sous la forme d’une liste de comportements que l’on s’attend à pouvoir observer chez l’élève qui maîtrise certaines connaissances ou habileté. Chacun de ces comportements est accompagné d’une échelle à deux ou plusieurs catégories qui permettent d’estimer la qualité du comportement.

La fiche d’appréciation La fiche d’appréciation se présente sous la forme d’une liste de caractéristiques que devrait présenter une production d’un élève. Chacun de ces caractéristiques est accompagnée d’une échelle à deux ou plusieurs catégories qui permettent d’estimer la qualité de la caractéristique de la production. Une mesure adéquate des apprentissages nécessite l’utilisation fréquente de divers types d’instruments. Certains apprentissages du domaine cognitif et la plupart des apprentissages des domaines affectif et psychomoteur ne peuvent être mesurés au moyen de tests ou d’examens. D.2.3. LA MESURE CRITERIEE ET LA MESSURE NORMATIVE La mesure des apprentissages est une première étape consistant à recueillir des résultats ou d’autres indices permettant la description quantitative des connaissances, des habiletés ou des attitudes d’un élève. La mesure se veut aussi neutre et objective que possible.

La mesure critériée. Le but premier de la mesure critériée est d’établir le niveau d’apprentissage d’un élève au regard des objectifs poursuivis, plutôt que par référence à un groupe. A cette fin, on compare les réalisations de l’élève à celle prévues au début d’une période d’apprentissage. La mesure critériée est basée sur tous les objectifs du programme, ou sur un échantillon dont la difficulté moyenne est représentative de la difficulté moyenne des objectifs du programme.


La mesure normative La mesure normative permet de comparer la performance d’un élève avec celle des autres élèves de son groupe à une même épreuve. Elle s’effectue souvent au moyen d’épreuves qui ont un pouvoir élevé de discrimination, c’est-à-dire d’épreuve qui vérifient l’atteinte d’objectifs que seuls certains élèves ont réussi à maîtriser. Traditionnellement, la mesure normative est plus utilisée que la mesure critériée. La plupart des spécialistes en mesure et évaluation s’entendent pour affirmer que ces deux types de mesure sont utiles et complémentaires, mais qu’il faudrait mettre davantage l’accent sur la mesure critériée que sur la mesure normative. Il devrait être plus important de vérifier si l’élève a atteint les objectifs que de comparer ses résultats à ceux des autres élèves. D.2.4 L’EVALUATION FORMATIVE ET SOMMATIVE Alors que la mesure est une première étape consistant à recueillir des résultats ou d’autres indices, l’évaluation est le jugement porté sur ces résultats et ces indices. L’évaluation comporte toujours une part de subjectivité.

L’évaluation formative L’évaluation formative a comme fonction essentielle la régulation des apprentissages. Elle a pour but principal d’informer et d’aider l’élève dans sa démarche pour maîtriser les objectifs fixés. Elle se fait le plus souvent de façon continue, au fur et à mesure que l’année scolaire avance, et contribue étroitement au processus d’apprentissage. Elle comporte un volet diagnostique lorsqu’on évalue les résultats de la mesure pour identifier les difficultés particulières de l’élève et trouver des moyens pour l’aider à y remédier.

L’évaluation sommative L’évaluation sommative prend la forme d’un bilan, d’une somme de l’ensemble des apprentissages. Bien qu’elle puisse aider l’élève, son caractère formel et officiel lui confère plutôt un important rôle institutionnel et administratif. Elle se fait le plus souvent de façon ponctuelle, à la fin d’une assez longue période consacrée à un ensemble d’objectifs. Tout comme la mesure critériée devait souvent être préférée à la mesure normative, l’évaluation formative devrait souvent être préférée à l’évaluation sommative.

D.3 LA PRISE DE DECISION. Suite à l’évaluation, les décisions à prendre peuvent porter sur divers aspects de la vie scolaire : le succès ou l’échec de l’élève, la nécessité de revenir sur certains concepts, la prescription d’exercices individuels, la modification des stratégies pédagogiques, l’amélioration des instruments de mesure, le changement de manuel scolaire, le regroupement différent des élèves, la consultation de divers spécialistes, etc. On remarque que plusieurs des décisions qui peuvent être prises concernant autant l’enseignant, l’école que l’élève. Les difficultés d’apprentissage des élèves, surtout quand elles sont généralisées, ne sont souvent que le symptôme des difficultés d’enseignement ou des lacunes du système scolaire.

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