Transcript Nouveaux programmes de CPGE

PHYSIQUE CHIMIE EN PREMIÈRE
ANNÉE DE CPGE
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10 décembre 2012
LES NOUVEAUX PROGRAMMES DE
CONTEXTE
La réforme des voies générale et technologique.
 La notion de compétence : en amont dans le lycée
et en aval dans les écoles.
 Une structure identique (sauf TPC).
 Une organisation semestrielle (fluidité des
parcours universitaires).

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QUELS PUBLICS?
BCPST
STL
(SPCL
et bio)
MPSI
PCSI
PTSI
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S-SVT
et S-SI
TB
TPC
STI2D
TSI
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L’ARCHITECTURE DES PROGRAMMES
Résolution de
problèmes
Enseigner la
physique chimie en
CPGE
Démarche
expérimentale
10 décembre 2012
Pratiquer la
démarche
scientifique
(compétences)
Analyse
documentaire
Connaissances et
capacités à
maîtriser
Une entrée
contextualisée (très
marquée dans la
voie technologique)
Progresser dans la
complexité de
manière adaptée
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LA DÉMARCHE SCIENTIFIQUE

Mise en œuvre de compétences tout au long des
deux années.
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Mettre les savoirs en action
 Être autonome et faire preuve d’initiative
 Communiquer

Démarche expérimentale
 Résolution de problèmes
 Analyses documentaires

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LA DÉMARCHE EXPÉRIMENTALE
-
rechercher, extraire et organiser l’information en lien avec une situation
énoncer une problématique
définir des objectifs
Analyser
-
formuler une hypothèse
proposer une stratégie pour répondre à une problématique
proposer un modèle
choisir, concevoir ou justifier un protocole ou un dispositif expérimental
évaluer l’ordre de grandeur d’un phénomène et de ses variations
Réaliser
-
mettre en œuvre un protocole
utiliser (avec la notice) le matériel de manière adaptée, en autonomie pour
celui de la liste « Grandeurs et instruments », avec aide pour tout autre
matériel
mettre en œuvre des règles de sécurité adéquates
effectuer des représentations graphiques à partir de données expérimentales
-
Valider
-
Communiquer
Être autonome, faire
preuve d’initiative
exploiter des observations, des mesures en identifiant les sources d’erreurs
et en estimant les incertitudes
confronter un modèle à des résultats expérimentaux
confirmer ou infirmer une hypothèse, une information
analyser les résultats de manière critique
proposer des améliorations de la démarche ou du modèle
-
à l’écrit comme à l’oral :
o
présenter les étapes de son travail de manière synthétique,
organisée, cohérente et compréhensible
o
utiliser un vocabulaire scientifique adapté
o
s’appuyer sur des schémas, des graphes
faire preuve d’écoute, confronter son point de vue
-
travailler seul ou en équipe
solliciter une aide de manière pertinente
s’impliquer, prendre des décisions, anticiper
-
10 décembre 2012
S’approprier
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LA DÉMARCHE EXPÉRIMENTALE

Des compétences nécessitant des connaissances
et des capacités:
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Dans le domaine de la métrologie.
 Dans le domaine expérimental.


Connaissances et capacités à acquérir tout au
long de l’année scolaire en fonction des thèmes
étudiés.
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MESURES ET INCERTITUDES
Erreur ; composante aléatoire et
composante systématique de l’erreur.
Présentation d’un résultat expérimental.
Acceptabilité du résultat et analyse du
mesurage (ou processus de mesure).
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Notion d’incertitude, incertitude-type.
Évaluation d’une incertitude-type.
Incertitude-type composée.
Incertitude élargie.
Utiliser le vocabulaire de base de la métrologie : mesurage,
valeur vraie, grandeur d’influence, erreur aléatoire, erreur
systématique.
Identifier les sources d’erreurs lors d’une mesure.
Savoir que l’incertitude est un paramètre associé au résultat
d’un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui
peuvent être raisonnablement attribuées à la grandeur
mesurée.
Procéder à l’évaluation de type A de l’incertitude-type
(incertitude de répétabilité).
Procéder à l’évaluation de type B de l’incertitude-type dans des
cas simples (instruments gradués) ou à l’aide de données
fournies par le constructeur (résistance, multimètre,
oscilloscope, thermomètre, verrerie…).
Évaluer l’incertitude-type d’une mesure obtenue à l’issue de la
mise en œuvre d’un protocole présentant plusieurs sources
d’erreurs indépendantes à l’aide d’une formule fournie ou d’un
logiciel.
Comparer les incertitudes associées à chaque source d’erreurs.
Associer un niveau de confiance de 95 % à une incertitude
élargie.
Exprimer le résultat d’une mesure par une valeur et une
incertitude associée à un niveau de confiance.
Commenter qualitativement le résultat d’une mesure en le
comparant, par exemple, à une valeur de référence.
Analyser les sources d’erreurs et proposer des améliorations du
processus de mesure.
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MESURES ET SAVOIR FAIRE
Nature et méthodes
Mettre en œuvre une mesure de longueur par
déplacement d’un viseur entre deux
positions.
Pouvoir évaluer avec précision, par
comparaison à un étalon, une longueur (ou
les coordonnées d’une position) sur une
image numérique.
Utiliser un viseur à frontale fixe, une lunette
autocollimatrice.
Utiliser des vis micrométriques et un réticule
pour tirer parti de la précision affichée de
l’appareil utilisé.
Étudier un spectre à l’aide d’un spectromètre
à fibre optique.
Mesurer une longueur d’onde acoustique à
l’aide d’un support gradué et d’un
oscilloscope bicourbe.
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1. Mesures d’angles, de
longueurs, de volume et de
masse
Longueurs : sur un banc d’optique.
Longueurs : à partir d’une photo ou
d’une vidéo.
Angles : avec un goniomètre.
Longueurs d’onde.
Capacités exigibles
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LA RÉSOLUTION DE PROBLÈME

Des compétences nécessitant des connaissances
et des capacités:
Mobiliser ses connaissances et ses capacités pour atteindre
un objectif bien fixé sans que le chemin ne soit donné.
 L’objectif à atteindre doit être clairement indiqué et le
travail porte sur la démarche à suivre, l’obtention du
résultat et son regard critique.


« Lorsque vous laissez fondre un glaçon dans un
verre de boisson initialement à température
ambiante lors d’une chaude après-midi d’été,
quelle est la diminution de température ? La
réponse attendue est une valeur numérique. »
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Dans différents champs de la physique et de la
chimie.
 Une approche totalement différente du « problème »

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LA RÉSOLUTION DE PROBLÈME
S’approprier le problème.
Mettre en œuvre la stratégie
(réaliser).
Mener la démarche jusqu’au bout afin de répondre
explicitement à la question posée.
Savoir mener efficacement les calculs analytiques et la
traduction numérique.
Rédiger la solution trouvée afin d’expliquer le raisonnement et
les résultats.
…
Avoir un regard critique sur les
résultats obtenus (valider).
S’assurer que l’on a répondu à la question posée.
Vérifier la pertinence du résultat trouvé, notamment en
comparant avec des estimations ou ordres de grandeurs
connus.
Comparer le résultat obtenu avec le résultat d’une autre
approche (mesure expérimentale donnée ou déduite d’un
document joint, simulation numérique, …).
Étudier des cas limites plus simples dont la solution est plus
facilement vérifiable ou bien déjà connue.
10 décembre 2012
Établir une stratégie de résolution
(analyser).
Faire un schéma modèle.
Identifier les grandeurs physiques pertinentes, leur
attribuer un symbole.
Évaluer quantitativement les grandeurs physiques
inconnues et non précisées.
Relier le problème à une situation modèle connue.
….
Décomposer le problème en des problèmes plus simples.
Commencer par une version simplifiée.
Expliciter la modélisation choisie (définition du système, …).
Déterminer et énoncer les lois physiques qui seront utilisées.
…..
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LE SOCLE DE SAVOIR: CONNAISSANCES ET
CAPACITÉS

Un premier semestre de transition:

Les grandeurs vectorielles sont introduites au
second semestre.
 Les relations avec les mathématiques sont
clairement établies (annexes outils
mathématiques), la progressivité dans la
complexité mathématique affichée.
 Place du numérique.

10 décembre 2012
les grandeurs physiques introduites sont
essentiellement des grandeurs scalaires dépendant
du temps dans les différents champs de la physique
et de la chimie.
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PROGRAMMES DE PHYSIQUE
S1
S2
Signaux physiques
Mécanique 1
Mécanique 2
Thermodynamique
Induction et forces de Laplace
PCSI
Signaux physiques
Mécanique 1
Mécanique 2
Thermodynamique
Statique des fluides
Induction et forces de Laplace
PTSI
Signaux physiques
Mécanique 1
Mécanique 2
Thermodynamique
Induction et forces de Laplace
10 décembre 2012
MPSI
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PROGRAMMES DE PHYSIQUE
S1
S2
Signaux physiques
Mécanique
Thermodynamique
Induction et conversion
électromécanique
TPC
Signaux physiques
Mécanique 1
Mécanique 2
Thermodynamique
Statique des fluides
Induction et forces de Laplace
BCPST
Signaux physiques, bilans et
transports
Optique géométrique
Thermodynamique
Thermodynamique
Mécanique
10 décembre 2012
TSI
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PROGRAMMES DE CHIMIE
S1
S2
Transformation de la matière
Architecture de la matière
Architecture de la matière
condensée : solides cristallins
Transformations chimiques en
solution aqueuse
PCSI
Transformation de la matière
Architecture de la matière
Structure, réactivité et
transformations en chimie
organique 1
Architecture de la matière
condensée
Transformations chimiques en
solutions aqueuses
Réactivité et transformations
en chimie organique 2 (PC)
PTSI
Transformation de la matière
Architecture de la matière
Architecture de la matière
condensée
Transformations chimiques en
solution aqueuse
10 décembre 2012
MPSI
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PROGRAMMES DE CHIMIE
S1
S2
Transformation de la matière
Architecture de la matière
Transformations chimiques en
solution aqueuse
TPC
Transformation de la matière
Architecture de la matière
Structure en chimie organique
Architecture de la matière
condensée : solides cristallins
Transformations chimiques en
solutions aqueuses
Réactivité et synthèse en
chimie organique
BCPST
Thermodynamique chimique
Structure de la matière
Introduction à la chimie
organique
Cinétique chimique
Chimie organique
réactionnelle
10 décembre 2012
TSI
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PROGRAMMES DE PHYSIQUE-CHIMIE EN
TB
S1
TB
Évolution temporelle
Analyse et synthèse
Bilans d’énergie en
thermodynamique
10 décembre 2012
Structure de la matière
Équilibre macroscopique de la
matière
S2
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CONCLUSION

Des programmes « en 3D »

Nécessité de construire une progression mettant
les savoirs en action.
 Pas de révolution au niveau des contenus
scientifiques mais quelques évolutions:



10 décembre 2012
Des éléments sur les 2 ans (compétences), sur une
année (connaissances et capacités expérimentales),
sur un semestre (connaissances et capacités dans des
champs de la physique et de la chimie).
Initiation à la physique quantique, …
Une véritable révolution en matière pédagogique
en droite ligne de ce qui se fait en pré-bac.
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RESSOURCES

10 décembre 2012
www.acparis.fr/portail/jcms/p1_638882/presentation-tpcpge
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