Physique-chimie (3h)

Dans la continuité du collège, le programme de Physique-Chimie de la classe de Seconde vise à faire pratiquer les méthodes et démarches de ces deux sciences en mettant particulièrement en avant la pratique expérimentale et l’activité de modélisation. L’objectif est de donner aux élèves une vision intéressante et authentique de la physique-chimie.

Analyse du programme de physique-chimie pour les classes de Seconde

Dans son ensemble, le programme de Seconde est dans la continuité du programme de collège. Tandis que l’on pouvait trouver, dans l’ancien programme, des répétitions de collège en Seconde, ce n’est maintenant presque plus le cas. Réussir sa Seconde nécessitera ainsi des bases solides en fin de collège. Les nouveaux programmes ont été clairement rédigés dans le but de redonner un contenu scientifique plus mathématisé et théorique à la Physique-Chimie et cela afin de ne pas leurrer les élèves quant au niveau à atteindre pour poursuivre en voie scientifique. On peut y voir la conséquence des diverses enquêtes alarmantes sur le niveau actuel des élèves français en sciences, niveau qui n’a cessé de chuter depuis la précédente réforme du lycée. Le nombre d’heures d’enseignements en Seconde restant identique (3h par semaine) on s’attend à ce que le travail personnel à fournir soit plus conséquent pour maîtriser ce programme exigeant.

Tandis que l’ancien programme était très ambigu sur les compétences mathématiques à maîtriser en Physique-Chimie, celui-ci est explicite : les termes « capacités mathématiques » sont ainsi bien précisées dans les capacités exigibles, ce qui n’était pas le cas dans l’ancien programme, laissant planer un flou sur leur évaluation en Physique-Chimie. Le nouveau programme s’organise autour d’une progression séquentielle des connaissances théoriques, en opposition à l’ancien programme qui, avec son approche thématique appliquée (pour rappel les thèmes étaient : la santé, le sport et l’Univers) mettait l’accent sur la contextualisation et une progression spiralaire des connaissances. Cette fin de la contextualisation à tout prix qui prenait parfois l’ascendant sur le contenu scientifique lui-même est également l’une des marques de ces nouveaux programmes.

On note l’introduction de compétences numériques (initiation à un langage de programme, utilisation de microcontrôleur en activité expérimentale) qui vont certainement changer la physionomie des travaux de laboratoire tels qu’ils sont effectués actuellement.

Mesure et incertitude

• Le thème mesure et incertitude était déjà présent dans l’ancien programme, mais de façon moins explicite. C’est un thème transversale, surtout en lien avec les compétences expérimentales.
• Cela amènera l’élève à se poser davantage de questions au sujet des mesures faites au laboratoire : sont-elles fiables ? Comment expliquer la variabilité des mesures prises par les différents groupes ?

Constitution et transformation de la matière

• Constitution de la matière à l’échelle macroscopique et microscopique
  – Introduction des «vraies» configurations électroniques (1s2 , 2s2, etc) quand l’ancien programme parlait de couches électronique K, L et M. Composition volumique de l’air.
  – Déjà présent en grande partie dans l’ancien programme. Le dosage par étalonnage et le modèle de Lewis passent du niveau Première au niveau Seconde.

• Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie
  – Introduction d’une sous-partie sur la transformations nucléaires : écriture symbolique des réactions nucléaires, les familles de transformations nucléaires (alpha, béta, fusion, fission) ne sont pas abordées.

Mouvement et interactions

• Décrire un mouvement
  – Des changements importants dans l’approche vectorielle.
  – L’approche vectorielle du mouvement (avec l’utilisation des vecteurs vitesse et position) est
  clairement mise en avant et risque de poser des difficultés d’un point de vue mathématique (calcul d’une norme, relation de Chasles, colinéarité).
  – Modéliser une action sur un système.

• Principe d’inertie
  – Relier la variation entre deux instants voisins du vecteur vitesse d’un système modélisé par un point matériel à l’existence d’actions extérieures modélisées par des forces dont la somme est non nulle, en particulier dans le cas d’un mouvement de chute libre à une dimension (avec ou sans vitesse initiale).
  – On note l’introduction d’une approche qualitative du principe fondamental de la dynamique (deuxième loi de Newton) dans la comparaison de la variation du vecteur d’un point matériel en chute et l’existences d’action extérieurs modélisées par des forces dont la somme est non nulle.

Ondes et signaux

• Emission et perception d’un son
  – Identifier une fonction périodique et déterminer sa période : dans l’ancien programme, beaucoup de ces notions étaient vues dans la thématique de la santé (imagerie médicale).
  – Vision et image : cette partie fait appel à des outils mathématiques liés à la géométrie et pose en ce sens traditionnellement des difficultés dans l’application des lois de la réfraction. Ces difficultés seront sans aucun doute amplifiées par la construction géométrique d’une image au travers d’une lentille mince.
• Signaux et capteur
  – Cette partie, entièrement nouvelle, signe le grand retour de l’électricité dans les programmes de Physique-Chimie du Lycée. Elle est directement dans le prolongement du programme de collège et n’apporte d’ailleurs pas grand-chose de plus ce n’est l’introduction du point de fonctionnement.

Bilan de ce nouveau programme de Physique-Chimie en Seconde

• Un programme de Seconde plus théorique et mathématisé avec des « capacités mathématiques » clairement identifiées.
• La partie mécanique a subi de nombreux changements.
• La partie Chimie reste calculatoire (quantité de matière, concentration massique) et constituera avec la partie mécanique, l’un des marqueurs de réussite pour un passage en spécialité Physique-Chimie en classe de Première.
• Introduction d’une partie électricité.
• Un programme de Seconde globalement plus exigeant qui demandera davantage d’investissement.