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1 PHYSIQUE CHIMIE è GUIDE PRATIQUE ENSEIGNEMENT DES DISCIPLINES SCIENTIFIQUES D

1 PHYSIQUE CHIMIE è GUIDE PRATIQUE ENSEIGNEMENT DES DISCIPLINES SCIENTIFIQUES DANS L’ENSEIGNEMENT SECONDAIRE GÉNÉRAL AU MALI Bamako, janvier 2018, 2 TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS ............................................................................................................................................. 4 ABREVIATIONS ET SIGLES ................................................................................................................................. 5 PREFACE ........................................................................................................................................................... 6 1. PRINCIPES GENERAUX ....................................................................................................... 7 1.1. Profil de sortie ............................................................................................................................ 7 1.1.1. Compétences de domaine .................................................................................................................... 8 1.1.2. Compétences disciplinaires et terminales ............................................................................................. 8 1.1.3. Savoirs, savoir-faire et savoir-être ........................................................................................................ 9 1.2. Principes pédagogiques ............................................................................................................ 11 1.3. Intentions pédagogiques .......................................................................................................... 12 1.3.1. Les intentions pédagogiques génériques ............................................................................................. 12 1.3.2. Intentions pédagogiques en physique-chimie ..................................................................................... 12 1.4. Tâches de l’enseignant ............................................................................................................. 14 1.4.1. Planification des activités ................................................................................................................... 14 1.4.2. Préparation des activités d’apprentissage ........................................................................................... 15 1.4.3. Mise en œuvre des activités d’apprentissage ...................................................................................... 23 1.4.4. Évaluation des apprentissages ............................................................................................................ 28 1.4.5. Apprentissage continu et développement professionnel ..................................................................... 33 2. LES PROGRAMMES DE PHYSIQUE-CHIMIE 12E ........................................................................ 35 2.1. Rappel de la stratégie d’application .......................................................................................... 35 2.2. Lecture des programmes .......................................................................................................... 35 2.3. Glossaire .................................................................................................................................. 37 3. LES PROGRAMMES DE PHYSIQUE 12E.................................................................................. 39 3.1. Proposition de découpage des programmes .............................................................................. 46 3.2. Introduction à la physique 12è .................................................................................................. 48 3.2.1. Quelques notions introductives .......................................................................................................... 48 3.2.2. Prérequis mathématiques .................................................................................................................. 53 4. EXEMPLES D’APPLICATION ............................................................................................... 55 4.1. Unité d’apprentissage 1 : Mécanique induction et auto-induction ............................................. 55 4.1.1. Fiche de séquence 1 : Mouvement d’un projectile dans le champ de pesanteur terrestre .................... 55 4.1.2. Fiche de séquence 2 : Application du p.f.d aux particules chargées dans un champ magnétique uniforme 63 4.2. Unité d’apprentissage 2 : Vibrations et Oscillations ................................................................... 74 4.2.1. Fiche de séquence 1 : Les oscillateurs mécaniques libres ..................................................................... 74 4.2.2. Fiche de séquence 2 : Dipôle (R,L,C) en régime sinusoïdal forcé ........................................................... 81 4.2.3. Exemple de TP ................................................................................................................................... 95 4.3. Unité d’apprentissage 3 : Physique ondulatoire, corpusculaire, atomique et nucléaire ............. 100 4.3.1. Fiche de séquence 1 : L’effet photoélectrique ................................................................................... 100 4.3.2. Fiche de séquence 2 : Les niveaux d’énergie dans l’atome d’hydrogène ............................................. 107 4.3.3. Plan de la leçon Physique ondulatoire, atomique et nucléaire ........................................................... 113 5. PROGRAMME DE CHIMIE ............................................................................................... 116 5.1. Les programmes de chimie 12è ............................................................................................... 116 5.2. Proposition de découpage du programme ............................................................................... 121 5.3. Introduction à la chimie 12è, Rappels ...................................................................................... 122 6. EXERCICES D’APPLICATIONS ............................................................................................ 127 3 6.1. Unite d’apprentissage 1 en chimie : chimie organique ............................................................. 127 6.1.1. Fiche de séquence 1 : Les stéréo-isomères ........................................................................................ 127 6.1.2. Les alcools, exemple d’une séance.................................................................................................... 136 6.1.3. Fiche de séquence 2 : Les acides carboxiliques et les fonctions dérivées ............................................ 149 6.2. Unité d’apprentissage 2 : Cinétique chimique et équilibre chimique ......................................... 158 6.2.1. Fiches de séquence 1 : Cinétique chimique ....................................................................................... 158 6.2.2. Fiche de séquence 2 : Équilibres chimiques ....................................................................................... 173 6.3. Unité d’apprentissage 3 : Acides et bases en solution acqueuse............................................... 184 6.3.1. Séquence 1 : Les solutions aqueuses – notions de PH ........................................................................ 184 6.3.2. Fiche de séquence 2 : Les réactions acido-basiques ........................................................................... 189 6.3.3. Exemple de TP : réaction entre un acide fort et une base forte .......................................................... 197 7. LES OUTILS ................................................................................................................. 200 7.1. Outil 1 : Fiche de déroulement d’une séquence........................................................................ 201 7.2. Outil 2 : Apprendre à s’autoévaluer......................................................................................... 202 7.3. Outil 3 : S’appuyer sur son environnement (auto-formation et formation par les pairs), grille pour s’évaluer .............................................................................................................................................. 203 7.4. Outil 4 : Comment analyser et comment interpréter un tableau .............................................. 207 7.5. Outil 5 : Les graphiques .......................................................................................................... 208 7.6. Outil 6 : Comment analyser un texte scientifique ..................................................................... 212 7.7. Outil 7 : Comment faire un compte-rendu d’expérience ........................................................... 213 7.8. Outil 8 : Grille d’évaluation des dessins de travaux pratiques ................................................... 215 7.9. Outil 9 : Evaluer l’apprentissage ............................................................................................. 216 7.10. Outil 10 : Grille de correction pour une évaluation sommative (à la fin de la séquence, de fin de l’UA ou de fin de cycle) ......................................................................................................................... 218 7.11. Outil 11 : Intégrer les REL ........................................................................................................ 219 7.12. Outil 12 : Les ressources pédagogiques et REL ......................................................................... 220 8. ANNEXE .................................................................................................................... 225 4 REMERCIEMENTS 5 ABREVIATIONS ET SIGLES APC : Approche par Compétence E : Force Électromotrice Ec : Énergie Cinétique El : Énergie de liaison Ep : Énergie Potentielle ESG : Enseignement Secondaire General Et : Énergie Totale EV : Électron Volt Ex : Exemple Log : Logarithme N : nombre quantique PC : Physique Chimie REL : Ressources Éducatives Libres RFD : Relation Fondamentale de la Dynamique RI : Ressources Interdisciplinaires SMT : Sciences Mathématiques et Technologies SVT : Sciences de la Vie et de la Terre TP : Travaux Pratiques TS Ex : Terminale Sciences Expérimentales TSE : Terminale Sciences Exactes UA : Unité d’Apprentissage USI : Système d’Unité Internationale V : Vitesse 6 PREFACE En complémentarité avec le Guide Transversal, le guide de Physique-Chimie (PC) constitue une deuxième ressource opérationnelle vous proposant une mise en pratique concrète des approches pédagogiques modernes dans votre discipline, venant compléter efficacement votre engagement continu au service de la qualité des apprentissages des élèves. Le document est d’usage simple car son organisation est articulée autour de la construction des nouveaux programmes de l’Enseignement secondaire général (ESG), conçus selon l’Approche par compétences (APC). Ainsi, le Guide présente les trois unités d’apprentissage de la 12ème et propose une répartition des contenus d’enseignement-apprentissage sur l’ensemble de l’année avec un taux horaire défini par séquence. Dans chacune de ces unités d’apprentissage, vous sont proposés soit le développement d’une fiche séquence, d’une activité, ou encore d’une évaluation mettant en œuvre l’ensemble des approches exposées dans le guide transversal. Tout du long, vous serez amené à revenir continument au guide transversal, que vous pourrez consulter à chaque fois que possible et nécessaire pour mener à bien vos activités de classe. Tout comme le guide transversal, le guide pratique met également l’accent sur les Ressources Éducatives Libres (REL), qui sont à votre disposition. Vous pourrez les utiliser pour préparer vos leçons, diversifier et enrichir le travail de vos élèves en classe et en dehors de la classe, de même que pour évaluer leurs résultats d’apprentissage. La plateforme du projet vous permettra d’accéder à l’ensemble de ces REL, ainsi qu’à bien d’autres, de nature à vous faciliter la mise en œuvre de l’APC. L’usage du masculin n’est ici en aucune manière discriminant. L'implication en nombre et la réussite des filles et des femmes dans les STEM étant un enjeu crucial pour l'atteinte des objectifs 2030 de développement durable, elle constitue en conséquence un impératif éducatif majeur, pour lequel les enseignements-apprentissages scientifiques jouent le premier rôle. 7 1. PRINCIPES GENERAUX L’élément central sur lequel repose la construction des programmes d’enseignement du secondaire général est le profil de sortie attendu de l’élève, à partir duquel ont été déclinées des compétences de domaines et disciplinaires. Cette méthode de construction des programmes, présentée dans le guide transversal et que vous pouvez dès à présent consulter, a inspiré la structure de ce guide pratique disciplinaire. Dans cette partie préliminaire à la présentation des programmes et la mise en application d’exercices pratiques du programme, sont rappelés les principes généraux d’enseignement/apprentissage, soit : le profil de sortie attendu de l’élève à la sortie de l’ESG, les principes et intentions pédagogiques de la discipline, ainsi que les activités de l’enseignant, qui sont la planification, la préparation, la mise en œuvre, l’évaluation des activités et son développement professionnel. 1.1. PROFIL DE SORTIE Le profil de sortie est une description des caractéristiques attendues de l’élève au terme d’un niveau d’études. Ce profil doit être une expression des défis à relever par la société, à court, à moyen ou à long terme. Ainsi, le profil est le pont qui relie l’action de l’école aux besoins de la société considérée. Le profil disciplinaire répond à ce qui est attendu de l’élève dans la discipline. Il propose aux professeurs des orientations englobantes et générales relatives aux apprentissages essentiels que doit maîtriser chaque élève et aux comportements incontournables qu’il doit adopter dans le cadre du programme d’éducation du secondaire général pour assurer une poursuite efficace des études au supérieur ou son intégration harmonieuse dans la vie active. En raccourci, le profil permet à tous les professeurs d’avoir la même représentation du citoyen à former. Le profil révèle également des pistes de vérification qui aident le professeur à formuler des observations et des conclusions. En physique-chimie, on peut aussi évoquer différents profils selon ce que l’on cherche avant tout à développer : § Un citoyen averti qui peut : § Expliquer les principaux aspects historiques culturels des phénomènes physiques ou chimiques § Apprécier et porter un regard critique sur l’apport des sciences dans la vie courante § Intégrer ces phénomènes dans la vie quotidienne § Décrypter et problématiser les contextes et/ou les situations-problèmes du monde qui l’entoure § Un chercheur en herbe apte à : § Expliquer un nouveau phénomène physique ou chimique § Observer, décrire, émettre une hypothèse, proposer une démarche de recueil de traitement des informations et de tirer des conclusions sur la base des résultats obtenus et les comparer à ceux qui existent. 8 § Un futur professionnel ayant un lien avec la physique ou la chimie (électronique, uploads/Sante/ guide-physique-chimie-12e.pdf