Bulletin officiel spécial n° 8 du 13 octobre 2011

1 Bulletin officiel sp cial n 8 du 13 octobre 2011 Minist re de l' ducation nationale, de la jeunesse et de la vie associative > 1 / 15 Annexe Programme de l enseignement sp cifique et de sp cialit de physique-chimie Classe terminale de la s rie scientifique ENSEIGNEMENT SP CIFIQUE Pr sentation Dans une soci t o des informations de tous ordres arrivent dans l imm diatet et de toutes parts, la priorit est donn e la formation des esprits pour transformer cette information en une connaissance. L enseignant doit tre un accompagnateur de chaque l ve dans l acquisition de comp tences qui ne peuvent tre op rationnelles sans connaissances, qui sont la fois la base et l objectif de la didactique, notamment scientifique. Formation des esprits et acquisition de connaissances sont deux facettes indissociables de l activit ducative. Ainsi le programme de physique-chimie de terminale S se situe dans le prolongement de celui de premi re S en approfondissant la formation la d marche scientifique.

2 Il permet de mieux installer les comp tences d j rencontr es, de les compl ter et de faire acqu rir des connaissances nouvelles. Comme pour la premi re S, une r daction volontairement all g e des contenus, notions et comp tences a t privil gi e, sans pour autant alt rer la lisibilit et la pr cision des exigences telles qu elles sont attendues en fin d ann e scolaire et exigibles pour le baccalaur at. Deux comp tences occupent une place centrale en terminale : extraire et exploiter des informations ; elles seront mises en uvre fr quemment, notamment dans les situations identifi es dans la colonne de droite du programme, en respectant l esprit de la d marche scientifique. Les activit s propos es aux l ves au sujet de la comp tence extraire et leurs connaissances acquises doivent les conduire s interroger de mani re critique sur la valeur scientifique des informations, sur la pertinence de leur prise en compte, et choisir de fa on argument e ce qui est retenir dans des ensembles o l information est souvent surabondante et parfois erron e, o la connaissance objective et rationnelle doit tre distingu e de l opinion et de la croyance.

3 Les supports d informations propos s aux l ves seront multiples et diversifi s : textes de vulgarisation et textes scientifiques en fran ais et ventuellement en langue trang re, tableaux de donn es, constructions graphiques, vid os, signaux d livr s par des capteurs, spectres, mod les mol culaires, exp riences r alis es ou simul es, etc. L exploitation sera conduite en passant par l tape d identification des grandeurs physiques ou chimiques pertinentes et par celle de mod lisation. Cette formalisation pourra conduire l tablissement des quations du mod le puis leur traitement math matique, num rique ou graphique. L l ve est ainsi amen raisonner avec m thode et mettre en uvre avec rigueur l ensemble des tapes qui lui permettent de trouver la ou les solution(s) au probl me pos . Le professeur aura cependant l esprit que le recours des outils math matiques n est pas le but premier de la formation de l l ve en physique-chimie, m me si cela peut tre parfois n cessaire pour conduire une tude son terme.

4 Dans certains cas, le professeur utilisera des m thodes de r solutions graphique ou num rique, pratiques de plus en plus fr quentes en raison de la complexit des syst mes tudi s. Ce sera aussi l occasion de souligner que les travaux de recherche sont souvent conduits par des quipes pluridisciplinaires. Le professeur fera aussi appel des exploitations qualitatives conduites avec rigueur. L emploi de celles-ci s av re particuli rement opportun dans le cas o elles permettent de d gager directement le sens de l tude que pourrait masquer un d veloppement calculatoire. Ainsi, l analyse dimensionnelle, l examen pr alable des diff rents ph nom nes en cause, la comparaison d ordres de grandeur peuvent permettre une simplification efficace du cadre conceptuel de la situation et fournir une r solution l gante, rapide, un probl me a priori complexe. Familiariser ainsi l l ve pratiquer des raisonnements qualitatifs, savoir faire de la physique et de la chimie avec les mains , c est aussi l habituer savoir communiquer en tant que scientifique avec des non-scientifiques.

5 Le r sultat obtenu l issue d une d marche de r solution sera l objet d une attention particuli re. L analyse critique d un r sultat permet en effet de lui donner davantage de sens, notamment lorsque l on compare les effets attendus r sultant de la modification d un param tre et ceux effectivement observ s. L exploitation d un r sultat appara t comme un moyen de validation des hypoth ses faites lors de la mod lisation mais aussi comme le point de d part d un r investissement : il s agit de la charni re entre les d marches comprendre et agir que soulignent les programmes. Les professeurs, s ils souhaitent b n ficier de ressources didactiques, de situations et de questionnements, peuvent se reporter aux sites minist riels sur duscol : o ils trouveront des ressources pour la classe terminale, qui n ont cependant pas de valeur prescriptive. Il conviendra par ailleurs qu ils s appuient au mieux sur les acquis du coll ge et sur ceux des programmes de seconde et de premi re du lyc e.

6 Les comp tences valu es en fin de cycle terminal l occasion des preuves du baccalaur at porteront principalement sur le programme de terminale sans exclure celles des programmes des classes de seconde et de premi re, notamment celles de nature exp rimentale. Bulletin officiel sp cial n 8 du 13 octobre 2011 Minist re de l' ducation nationale, de la jeunesse et de la vie associative > 2 / 15 Tout en poursuivant l effort en cours de contextualisation de leur probl matique, ces preuves mettront ainsi l accent sur l acquisition de la m thodologie scientifique. Pour les l ves de terminale, le baccalaur at n est pas en effet une fin en soi, mais une tape, destin e pr parer les l ves aux tudes sup rieures, en accompagnant et prolongeant la formation des esprits la d marche scientifique. L accent mis sur la m thodologie aura aussi notamment pour cons quence que les preuves d valuation fourniront tous les l ments de savoir (formules, propri t s, donn es physicochimiques, sch mas, etc.)

7 N cessaires leur r solution si cette derni re implique la mise en uvre de comp tences non exigibles car ne figurant pas dans la colonne de droite du programme. Les programmes de terminale de la s rie scientifique comme ceux de premi re s articulent autour des grandes phases de la d marche scientifique : observer, comprendre, agir et s appuient sur des entr es porteuses et modernes introduites partir de questionnements. Observer : ondes et mati re La partie observation est tendue l ensemble du spectre des ondes lectromagn tiques et aux ondes dans la mati re, ainsi qu aux particules. Ondes et particules Des sources froides (rayonnement cosmologique, nuages interstellaires, corps solides, etc.) aux plus chaudes ( toiles et sources associ es), en passant par les sources composites comme les galaxies, l Univers est empli d metteurs lectromagn tiques sur tout le spectre, qui interagissent avec l atmosph re terrestre. Cette interaction, qui d pend du domaine spectral consid r , conditionne la nature de l instrument d observation, son support technologique et son altitude (du sol l ext rieur de l atmosph re).

8 L Homme sait galement fabriquer des sources de rayonnement sur l ensemble du spectre, dans le visible, mais aussi dans les domaines radio, infrarouge et ultraviolet notamment. Une tude documentaire, non exhaustive, des sources de rayonnement, ventuellement absorb par l atmosph re, sera men e, ainsi que sur les ondes de mati re l uvre sur Terre, avec une tonalit particuli re mise sur les ondes sonores, dont un prolongement pourra tre trouv dans l enseignement de sp cialit . Les photons associ s aux ondes lectromagn tiques, les particules l mentaires ( lectrons, protons, neutrinos, etc.), ou composites (noyaux, atomes, mol cules) sont, c t des ondes lectromagn tiques et m caniques, des supports pr cieux d information. Parmi l ensemble des sources d ondes et de particules, un choix est possible d tude plus particuli re ainsi que sur un dispositif d observation donn . Cette facult de choix porte galement sur l tude exp rimentale obligatoire d un dispositif de d tection.

9 Caract ristiques et propri t s des ondes Il s agit de savoir d crire les ondes, d finir et utiliser les grandeurs physiques associ es. La diffraction d ondes dans tous les domaines du spectre est soulign e, en particulier dans ses cons quences sur l observation. L tude des interf rences met l accent sur les conditions d interf rences constructives et destructives pour les ondes monochromatiques. Comme la diffraction et les interf rences, l effet Doppler se pr te bien exploitation exp rimentale. Son tude sera tendue l investigation en astrophysique (mouvements des corps, d tections indirectes et plan tes extrasolaires, expansion de l Univers) et la v locim trie. Analyse spectrale La spectroscopie est un moyen privil gi d tude des propri t s physicochimiques (temp rature, composition) des sources de rayonnement, des objets astronomiques aux sources color es fabriqu es par l Homme. Elle est galement un instrument irrempla able d analyse des esp ces chimiques d origine vari e, notamment issues du domaine du vivant, qu il s agisse des spectres UV-visible, IR ou RMN.

10 C est principalement cet aspect qui donnera lieu l enseignement de terminale. Sans aborder les r gles qui r gissent les transferts d nergie dans les mol cules, il s agira d exploiter des spectres de natures diff rentes l aide de tables et de logiciels, en vue de les mettre en relation avec la structure des mol cules. En outre, il s agira de choisir une esp ce color e pour conduire une d marche exp rimentale destin e la caract riser. Comme dans l ensemble du programme, l enseignant n est pas tenu une lecture s quentielle dans cette partie Observer et peut la traiter dans l ordre de son choix pour les trois th mes. Il peut galement, comme pour le programme de premi re, choisir de faire un d tour parmi les deux autres parties Comprendre et Agir du programme au moyen d un fil rouge . Comprendre : lois et mod les La longueur des pr cisions relatives chacun des th mes de cette partie n est pas indicative de la dur e consacrer leur enseignement, mais vise apporter des pr cisions suppl mentaires sur les notions les plus nouvelles de physique contemporaine (relativit , physique quantique).