Physique-chimie

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Dans l'Enseignement primaire (France) (cycle 3) et l’enseignement secondaire français (collège et lycée), la physique-chimie forme une partie de l’enseignement scientifique.

Programme au Primaire (cycle 3)[modifier | modifier le code]

La physique-chimie est introduite dès le Cycle 3 primaire (CE2, CM1, CM2) dans le cadre de l'enseignement des Sciences expérimentales et Technologies (B.O. 2011[1]). Ces premières notions (par exemple, en physique, électricité, astronomie, et chimie, unités de mesure, mélanges, solutions, les différents états de la matière et les changements d'états ...) sont introduites dans le cadre d'activités essentiellement expérimentales et de résolution de problèmes concrets, issus pour la plupart de la vie quotidienne, en lien avec les autres matières de la formation (Sciences de la Vie et de la Terre, Technologie, Informatique...). Ici le but n'est pas forcément l'accumulation de connaissances, mais plutôt l'initiation à la résolution de problèmes et l'éveil de la curiosité de l'élève, celui-ci étant en général confronté à une situation concrète, en autonomie, à partir de supports variés (manuels, expériences menées en classe ou à la maison, documents audio-vidéo, logiciels, animations interactives ...) Le choix des expériences réalisées est laissé à la discrétion de l'enseignant, ainsi que le contenu exact des séquences.

Quelques thèmes abordés (à dominante Physique-Chimie) :

  • Le ciel et la Terre
  • La matière
  • L'énergie

L'enseignement en Sciences et Technologies (toutes disciplines confondues) représente un quota-horaire recommandé de trois à quatre heures et demie par semaine.

Programme au collège[modifier | modifier le code]

Au collège, l’enseignement de physique-chimie débute en cinquième et représente une heure et demie par semaine (deux heures en classe de troisième). Les programmes sont en vigueur depuis la rentrée 2009. Comme toutes les disciplines, elle contribue à apporter les connaissances et compétence du socle commun, en particulier pour « les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique ».

L’enseignement a pour objectif :

  • de contribuer à l’acquisition d’une culture scientifique et technologique pour construire une première représentation globale, cohérente et rationnelle du monde, en mettant l’accent sur l’universalité des lois qui le structurent ;
  • de renforcer, à travers les programmes, la corrélation avec les autres disciplines scientifiques, en montrant à la fois les spécificités et les apports de la physique-chimie, et de contribuer aux thèmes de convergence ;
  • d’être ancré sur l’environnement quotidien et ouvert sur les techniques pour être motivant et susciter la curiosité et l’appétence des élèves pour les sciences, conditions nécessaires à l’émergence des vocations scientifiques (techniciens, ingénieurs, chercheurs, enseignants, médecins…).

Cinquième[modifier | modifier le code]

L’enseignement de physique-chimie débute par le cycle de l'eau.
  • L’eau dans notre environnement – Mélanges et corps purs
  • Les circuits électriques en courant continu – Étude qualitative
  • La lumière : sources et propagation rectiligne

Quatrième[modifier | modifier le code]

  • De l’air qui nous entoure à la molécule
  • Les lois du courant continu
  • La lumière : couleurs, images, vitesse

Troisième[modifier | modifier le code]

  • La chimie, science de la transformation de la matière
  • Énergie électrique et circuits électriques en alternatif
  • De la gravitation … à l’énergie mécanique[2]

Programme au lycée général[modifier | modifier le code]

Au lycée, la physique-chimie est enseignée en seconde, première littéraire, Première économique et sociale, première scientifique et terminale scientifique. Mais aussi en première et terminale ST2S(sciences et technologiques de la santé du sociale)

Seconde générale et technologique[modifier | modifier le code]

La réfraction est étudiée en classe de seconde.

Ce programme est en vigueur depuis l’année 2010-2011[3]. L’enseignement représente trois heures de l’emploi du temps hebdomadaire de l’élève[4].

  • Signaux périodiques : période, fréquence, tension maximale, tension minimale.
  • Ondes sonores, ondes électromagnétiques.
  • Propagation rectiligne de la lumière.
  • Relativité du mouvement.
  • Actions mécaniques, modélisation par une force.
  • Espèces chimiques, corps purs et mélanges.
  • Éléments chimiques.
  • Répartition des électrons en différentes couches, appelées K, L, M.
  • Les règles du « duet » et de l’octet.
  • Formules et modèles moléculaires.
  • Classification périodique des éléments.
  • Solution : solvant, soluté, dissolution d’une espèce moléculaire ou ionique.
  • Principe actif, excipient, formulation.
  • Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques.
  • Synthèse d’une espèce chimique.
  • Système chimique.
  • Pression d’un gaz, pression dans un liquide.
  • Matériaux naturels et synthétiques.
  • Extraction, séparation et identification d’espèces chimiques.
  • Description de l’Univers : l’atome, la Terre, le système solaire, la Galaxie, les autres galaxies, exoplanètes et systèmes planétaires extrasolaires.
  • Les spectres d’émission et d’absorption : spectres continus d’origine thermique, spectres de raies[5].

Première économique et sociale et littéraire[modifier | modifier le code]

Depuis la rentrée 2001[modifier | modifier le code]

En première littéraire et économique et sociale, la physique-chimie est enseignée en coordination avec les sciences de la vie et de la terre, dans le cadre de l’« enseignement scientifique ». L’enseignement scientifique occupe une heure et demie de l'emploi du temps hebdomadaire[6].

Le programme se compose de :

  • La représentation visuelle du monde ;
  • alimentation et environnement ;
  • un thème au choix parmi procréation / du génotype au phénotype, applications biotechnologiques / place de l'homme dans l'évolution ;
  • un thème au choix parmi enjeux planétaires énergétiques / physique et chimie dans la cuisine[7].

Première scientifique[modifier | modifier le code]

Depuis la rentrée 2001[modifier | modifier le code]

En première scientifique, l’enseignement de physique-chimie représente quatre heures et demie hebdomadaire, dont deux heures de travaux pratiques[8].

  • Les interactions fondamentales
  • Forces, travail et énergie
    • Forces et mouvements
    • Travail mécanique et énergie
    • Électrodynamique
  • Magnétisme, forces électromagnétiques
  • Optique
  • La mesure en chimie
    • Pourquoi mesurer des quantités de matières ?
    • Grandeurs physiques liées aux quantités de matière
    • Comment déterminer des quantités de matière en solution à l’aide d’une mesure physique ? l’exemple de la conductimétrie.
    • Comment déterminer des quantités de matière en solution à l’aide de la réaction chimique ?
  • La chimie créatrice
    • La chimie organique : de sa naissance à son omniprésence dans le quotidien
    • Apprendre à lire une formule chimique
  • L’énergie au quotidien : La cohésion de la matière et les aspects énergétiques de ses transformation[9]

À partir de la rentrée 2011[modifier | modifier le code]

L’enseignement représente trois heures de l’emploi du temps hebdomadaire de l’élève[10].

  • Observer : Couleurs et images
    • Vision et images
    • Couleur des objets
    • Sources de lumières colorées
    • Pigments et colorants
    • Changement de couleur et réaction chimique
    • Des atomes aux molécules
  • Comprendre : Lois et modèles
    • Cohésion de la matière
    • Radioactivité et réactions nucléaires
    • Cohésion de la matière à l'état solide
    • Dissolution de composés ioniques ou moléculaires
    • De la structure aux propriétés, cas des alcanes et des alcools
    • Champs et forces
    • Principe de conservation de l’énergie
  • Agir : Défis du XXIe siècle
    • Ressources énergétiques
    • Conversions d'énergie
    • Stockage et conversion de l'énergie chimique
    • Piles et accumulateurs, une réponse au défi énergétique
    • Composés organiques oxygénés
    • Synthèses organiques
    • Synthèse de nouveaux matériaux et de molécules biologiquement actives[11]

Terminale scientifique[modifier | modifier le code]

Depuis la rentrée 2002[modifier | modifier le code]

En terminale scientifique, l’enseignement de physique-chimie représente cinq heures hebdomadaire, dont deux heures de travaux pratiques. Les élèves qui ont choisi l’enseignement de spécialité de physique-chimie ont deux heures supplémentaire par semaine[8].

Enseignement obligatoire :

  • Propagation d’une onde ; ondes progressives
  • Transformations nucléaires
  • Évolution des systèmes électriques
  • Évolution temporelle des systèmes mécaniques
  • L’évolution temporelle des systèmes et la mesure du temps
  • La transformation d’un système chimique est-elle toujours rapide ?
  • La transformation d’un système chimique est-elle toujours totale ?
  • Le sens « spontané  » d’évolution d’un système est-il prévisible ?
  • Comment le chimiste contrôle-t-il les transformations de la matière ?

Enseignement de spécialité :

  • Produire des images, observer
  • Produire des sons, écouter
  • Produire des signaux, communiquer
  • Extraire et identifier des espèces chimique
  • Créer et reproduire des espèces chimiques
  • Effectuer des contrôles de qualité
  • Élaborer un « produit » de consommation : de la matière première à la formulation[12]

À partir de la rentrée 2012[modifier | modifier le code]

L’enseignement représente cinq heures de l’emploi du temps hebdomadaire de l’élève, auxquelles peuvent s’ajouter deux heures d’enseignement de spécialité[10].

  • Observer : Ondes et matière
    • Ondes et particules
      • Rayonnements dans l’Univers
      • Les ondes dans la matière
      • Détecteurs d’ondes (mécaniques et électromagnétiques) et de particules (photons, particules élémentaires ou non)
    • Caractéristiques et propriétés des ondes
      • Caractéristiques des ondes
      • Propriétés des ondes
    • Analyse spectrale
      • Spectres UV-visible
      • Spectres IR
      • Spectres RMN du proton
  • Comprendre : Lois et modèles
    • Temps, mouvement et évolution
      • Temps, cinématique et dynamique newtoniennes
      • Mesure du temps et oscillateur, amortissement
      • Temps et relativité restreinte
      • Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse
    • Structure et transformation de la matière
      • Représentation spatiale des molécules
      • Transformation en chimie organique
      • Réaction chimique par échange de proton
    • Énergie, matière et rayonnement
      • Du macroscopique au microscopique
      • Transferts d’énergie entre systèmes macroscopiques
      • Transferts quantiques d’énergie
      • Dualité onde-particule
  • Agir : Défis du XXIe siècle
    • Économiser les ressources et respecter l’environnement
      • Enjeux énergétiques
      • Apport de la chimie au respect de l’environnement
      • Contrôle de la qualité par dosage
    • Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux
      • Stratégie de la synthèse organique
      • Sélectivité en chimie organique
    • Transmettre et stocker de l’information
      • Chaîne de transmission d’informations
      • Images numériques
      • Signal analogique et signal numérique
      • Procédés physiques de transmission
      • Stockage optique
    • Créer et innover

Enseignement de spécialité :

  • Thème 1 : l'eau
    • Eau et environnement
    • Eau et ressources
    • Eau et énergie
  • Thème 2 : son et musique
    • Instruments de musique
    • Émetteurs et récepteurs sonores
    • Son et architecture
  • Thème 3 : matériaux
    • Cycle de vie
    • Structure et propriétés
    • Nouveaux matériaux[13]

Sources[modifier | modifier le code]

  1. « B.O. cycle 3 2011 »
  2. « Arrêté du 9 juillet 2008 : Programmes des enseignements de mathématiques, de physique-chimie, de sciences de la vie et de la Terre, de technologie pour les classes de sixième, de cinquième, de quatrième et de troisième du collège - J.O. du 5 août 2008 - Bulletin officiel spécial no 6 du 28 août 2008 », sur education.gouv.fr
  3. « Arrêté du 8 avril 2010 : Programme d'enseignement de physique-chimie en classe de seconde générale et technologique - J.O. du 25 avril 2010 - Bulletin officiel spécial no 4 du 29 avril 2010 », sur www.education.gouv.fr
  4. « Arrêtés des 27 janvier et 1er février 2010 : Organisation et horaires de la classe de seconde des lycées d'enseignement général et technologique et des lycées d'enseignement général et technologique agricole »
  5. « Arrêté du 8 avril 2010 : Programme d'enseignement de physique-chimie en classe de seconde générale et technologique - J.O. du 25 avril 2010 - Bulletin officiel spécial no 4 du 29 avril 2010 », sur education.gouv.fr
  6. « Horaires de la série littéraire », sur eduscol.education.gouv.fr
  7. « Arrêté du 9 août 2000 : Enseignement scientifique en classe de première de la série littéraire - JO du 22 août 2000 - Bulletin officiel HS no 7 du 31 août 2000 »
  8. a et b « Horaires de la série scientifique », sur eduscol.education.fr
  9. « Arrêté du 9 août 2000 : Physique Chimie en classe de première de la série scientifique - JO du 22 août 2000 - Bulletin officiel no 7 du 31 août 2000 », sur education.gouv.fr
  10. a et b « Bulletin officiel spécial no 1 du 4 février 2010, Organisation et horaires des enseignements du cycle terminal des lycées, sanctionnés par le baccalauréat général », sur www.education.gouv.fr
  11. « Arrêté du 21 juillet 2010 : Programme d'enseignement spécifique de sciences de la vie et de la Terre en classe de première de la série scientifique - JO du 28 août 2010 - Bulletin officiel spécial no 9 du 30 septembre 2010 », sur www.education.gouv.fr
  12. « Arrêté du 20 juillet 2001 : Programme de l’enseignement scientifique de physique-chimie en classe terminale de la série scientifique - JO du 4 août 2001 - Bulletin officiel no 4 du 30 août 2001 », sur education.gouv.fr
  13. « Arrêté du 13 octobre 2011 : Programme de l’enseignement spécifique et de spécialité de physique-chimie de la classe terminale de la série scientifique - JO du - Bulletin officiel spécial no 8 du 13 octobre 2011 », sur www.education.gouv.fr