Sciences et laboratoire

Objectifs du programme de Sciences et Laboratoire en Seconde

Les sciences expérimentales permettent aux laboratoires, à des institutions et à des entreprises de trouver des réponses aux questions scientifiques qui se posent dans une société moderne. Elles font percevoir aux élèves différents grands enjeux et leur donnent les moyens de les aborder de façon objective. Développer, dès le lycée, les aptitudes à analyser des situations complexes et les conséquences de choix de société impliquant les sciences constitue aujourd’hui une priorité de formation. Cela conduit à se poser des questions de sciences, à imaginer des réponses réalistes, à prendre des initiatives pour passer des idées aux réalisations concrètes et à contrôler que les résultats obtenus répondent bien aux questions posées.

Compétences associées au programme de Sciences et Laboratoire

• S’approprier
• Analyser/Raisonner
• Réaliser
• Valider
• Communiquer

Organisation du programme de Sciences et Laboratoire

Pour structurer l’enseignement de l’option sciences et laboratoire, 7 thèmes sont proposés. Le professeur choisit 2 ou 3 thèmes parmi ceux-ci, visant à explorer des domaines variés.
Chaque thème est réfléchi de manière à proposer un enseignement stimulant et innovant, qui encourage la dynamique de projet, la prise d’autonomie et l’expression de l’imagination et de la créativité. Sont privilégiés l’utilisation de capteurs et de microcontrôleurs, l’exploitation des outils numériques comme le tableur-grapheur, l’acquisition et le traitement de données, la simulation et le codage.

• Thème 1 – Atmosphère terrestre
• Thème 2 – Utilisation des ressources de la nature
• Thème 3 – Mélanges et formulation
• Thème 4 – Prévention des risques
• Thème 5 – Investigation policière
• Thème 6 – Arts
• Thème 7 – Systèmes automatisés

Atmosphère terrestre

• Air : Qualité de l’air, pollution ; Mirages
• Rayonnement solaire : Arcs-en-ciel, halos ; Effet de serre ; Protection solaire
• Météorologie : Phénomènes atmosphériques, pluie, neige, cyclones ; Prévisions météorologiques
• Couplage atmosphère / géosphère : Cycle de l’eau ; Échanges gazeux océan / atmosphère ; Échanges énergétiques océan / atmosphère.

Utilisation des ressources de la nature

• Eau : Qualité de l’eau, traitements de l’eau ; Désalinisation.
• Ressources énergétiques renouvelables : Énergie solaire, photopiles, four et chauffe-eau solaires ; Énergie éolienne et hydraulique ; Biomasse.
• Agro-ressources, production et utilisation : Extraction de substances naturelles ; Sucres, huiles, protéines végétales ; Principes actifs, hémi-synthèse, médicaments ; Parfums et huiles essentielles; Produits phytosanitaires, colorants; Agro-carburants, biopolymères.

Mélanges et formulation

• Parfums et cosmétiques : Dissolvants ; Textures; Émulsions et poudres ; Huiles essentielles ; Chromatographie.
• Médicaments : Principe actif, excipient ; Encapsulation ; Nanoparticules.
• Additifs alimentaires : Édulcorants ; Conservateurs et antioxydants ; Colorants ; Arômes ;  Acidifiants.

Prévention des risques

• Déchets domestiques et industriels : Tri, techniques de séparation; Traitement des effluents; Stockage.
• Prévention du risque chimique et biologique : Techniques d’asepsie ; Filtres, charbon actif, dépoussiéreur ; Produits domestiques et risques.
• Chimie et environnement : Composés organiques volatils ; Solvants verts ; Biomolécules.
• Sécurité et ondes : Radiographie ; Radioactivité ; Acoustique, niveau sonore ; Téléphone mobile.

Investigation policière

• Prévention et contrôle : Photodétection ; Alarmes; Contrôleurs d’accès ; Matériaux de protection.
• Étude d’indices : Identification de substances ; Micro-analyse ; Balistique.
• Identification : Reconnaissance vocale ; Identification humaine ; Traitement des images.

Arts

• Arts visuels : Matériaux, pigments, colorants ; Datation, dégradation, restauration ; Synthèse des couleurs et techniques picturales.
• Musique : Instruments de musique, voix ; Acoustique active, réverbération ; Enregistrements sonores (encodage, échantillonnage) ; Analyse et traitement des sons.
• Photographie et cinéma : Image fixe, image animée ; Image en noir et blanc, image en couleur ; Développement argentique, tirages monochromes ; Traitement des images numériques, images de synthèse.

Systèmes automatisés

• Transports : Aides à la conduite (capteurs, microcontrôleurs, régulation) ; Véhicule autonome, pilotage automatique ; Trafic et régulation de trafic.
• Habitat : Habitat passif, habitat bioclimatique, habitat actif ; Éclairage ; Systèmes automatisés domestiques, domotique ; Systèmes de prévention et de surveillance ; Robots d’assistance à la vie quotidienne.

L’enseignement optionnel sciences et laboratoire permet aux élèves de seconde d’étudier la démarche scientifique dans le cadre d’activités de laboratoire. Au delà des objectifs présentés précédemment, cette option vise à susciter le goût de la recherche de l’élève, à développer son esprit critique, son esprit d’innovation, et lui apprendre à répondre à une problématique par la construction d’un projet basé sur l’observation et la mesure.
Pour un enseignement encore plus concret, des rencontres avec des scientifiques et des visites de laboratoires ou d’entreprises sont mises en place, pour donner aux élèves l’opportunité de découvrir des métiers scientifiques et les aider à construire leur projet professionnel