DISCIPLINAIRE
PROGRAMME TERMINALE
LIENS EDUSCOL VERS DISCIPLINAIRE
https://eduscol.education.fr/1648/programmes-et-ressources-en-physique-chimie-voie-gt
Enseignement scientifique :
https://eduscol.education.fr/1750/programmes-et-ressources-en-enseignement-scientifique-voie-g
Voie technologique :
STL :
https://eduscol.education.fr/1652/programmes-et-ressources-en-serie-stl
https://spcl.ac-montpellier.fr/moodle/course/view.php?id=61
STI2D
https://eduscol.education.fr/1736/programmes-et-ressources-en-serie-sti2d
STI2S
https://eduscol.education.fr/1649/programmes-et-ressources-en-serie-st2s
STI2D
https://eduscol.education.fr/1736/programmes-et-ressources-en-serie-sti2d
CYCLE 4 :
https://eduscol.education.fr/296/physique-chimie-cycle-4
INCERTITUDES
Méthode Monte-carlo (évaluation probabiliste d’une incertitude de type B)
THEMATIQUE DE TP
TRANSFORMATIONS CHIMIQUES COLLEGE
Plan pour remédiation + les étapes https://pc.ac-creteil.fr/IMG/pdf/transformation_chimique_tactileo.pdf
Savoir identifier un réactif et un produit lors d’une transformation chimique
Savoir écrire le bilan en toutes lettres d’une transformation chimique
Savoir écrire l’équation de réaction d’une transformation chimique à partir de sa modélisation
Savoir établir s’il y a ou non conservation des atomes à partir d’une modélisation
Une activité : https://www.collegedestcyr.net/blogs/physique_chimie/wp-content/uploads/3_ch6_cours.pdf
On peut utiliser une simulation
Sur la question : http://gouet-physique.wifeo.com/documents/4eme-chimie-activite-n-6-conservation-de-la-masse.pdf
SON
Situation déclenchante : https://mathsciences.ac-versailles.fr/spip.php?article1155
PUISSANCE, ENERGIE
3 TP pour un même sujet La bouilloire : https://pedagogie.ac-toulouse.fr/physique-chimie/une-situation-probleme-plusieurs-activites
ATOMISTIQUE COLLEGE
Distinction transfo physique et chimie, relier formule et atomes ou molécules, des mélanges réagissent et d’autres pas, montrer conservation de la masse, travailler sur les conceptions initiales exple : les produits sont dans les réactifs, faire bilan du systeme initial et final.
CONDUCTIMETRIE
Chlorure de tertiobutyle : https://ecebac.fr/sujet/2891
Pureté d’un échantillon : https://ecebac.fr/sujet/2911
ELECTROLYSE :
Art et electrogalvanisation : https://eduscol.education.fr/document/24829/download
Caractéristique d’un électrolyseur :
TP ExAO Caractéristique d’un électrolyseur :
sur site chaumeton, caractéristiques de plusieurs récepteurs/générateurs
https://guy-chaumeton.pagesperso-orange.fr/1stp09phc.htm
SUIVI CINETIQUE
Verification loi d’ordre 1 belin p 114
Par spectrophotométrie : https://manuelnumeriquemax.belin.education/physique_chimie-terminale/topics/pc-tle-c21-481-a_suivi-cinetique-par-spectrophotometrie-d-une-transformation-chimique
Suivi cinétique par spectrophotométrie d’une transformation chimique
Il s’agit d’étudier la cinétique de la transformation chimique entre les ions iodure I− et les ions peroxodisulfate S2O
82−82−, modélisée par la réaction d’équation :
S2O82−(aq)+2I−(aq)→2S2O42−(aq)+I2(aq)S2O82−(aq)+2I−(aq)→2S2O42−(aq)+I2(aq)
https://guy-chaumeton.pagesperso-orange.fr/site2004/bacblanc/bbex01ac06.htm
On étudie la cinétique de la réaction de décomposition de l’eau oxygénée H2O2 par les ions iodure I – en milieu acide.
L’équation-bilan de la réaction s’écrit :
H2O2 + 2 I – + 2 H+ → 2 H2O + I2
Autre possibilité :
Dismutation du thiosulfate en milieu acide
Un exemple ECE : https://ecebac.fr/sujets/2022/PC/17/ECE_22_PC_17.pdf suivi colorimetre, détermination du temps de demi-réaction + dilution
UN SITE avec infos sur la loi de kolrhaush
https://ressources.unisciel.fr/DAEU/chimie/solution-aqueuse/co/exemple1_partie2.html
Dynamique d’un système electrique :
Feuille aluminium : http://sciences-physiques.ac-besancon.fr/2020/06/18/tale_rc_microcontroleur/
On veut connaître la capacité d’un condensateur : https://physique-chimie.dis.ac-guyane.fr/Tle-Spe-PC-Theme-4-TP-Constante-de-temps-d-un-circuit-RC-python-arduino.html
Capacimetre arduino : https://ecebac.fr/sujet/2846
Diffraction fil de pèche : https://ecebac.fr/sujet/2843
Optimiser un rendement : https://ecebac.fr/sujet/2844
Temps de demi réaction : https://ecebac.fr/sujet/2845
SYNTHESE EN CHIMIE ORGANIQUE
https://eduscol.education.fr/document/29932/download
ELECTRICITE
LOI D’OHM
Tp dynamique des systèmes électriques
CIRCUIT RC
https://physique.ensc-rennes.fr/tp-cours-dipole-rc.php
Récapitulatif TP dynamique des systèmes électriques
Capacité condensateur bordas p 500
Comportement capacitif d’un dipole bordas p 501
Comportement capacitif d’un dipole bordas p 501
Flash photographique et condensateur bordas p 502
mesurer temps caracteristique et une capacite bordas p503
résistor et condensateur livre p550
capacité condensateur livre p551
Mesuretemps de charge livre p552
Intensité et tension condensateur livre p553
Découverte exp comportement capacitif dipole belin p452
charge condensateur intensité constante belin p453
influence géométrie capacité condensateur belin p454
charge condensateur à tension constant reponse echelon de tension belin p464
Tp dynamique des systèmes électriques
Capacité condensateur bordas p 500
Comportement capacitif d’un dipole bordas p 501
Comportement capacitif d’un dipole bordas p 501
Flash photographique et condensateur bordas p 502
mesurer temps caracteristique et une capacite bordas p503
résistor et condensateur livre p550
capacité condensateur livre p551
Mesuretemps de charge livre p552
Intensité et tension condensateur livre p553
Découverte exp comportement capacitif dipole belin p452
charge condensateur intensité constante belin p453
influence géométrie capacité condensateur belin p454
charge condensateur à tension constant reponse echelon de tension belin p464
PUISSANCE ET ENERGIE :
http://physique-chimie.ac-dijon.fr/spip.php?article28
Identifier différentes sources d’energie :
https://eduscol.education.fr/document/22345/download
Titrage pHmétrique, on compare l’influence sur la courbe de titrage d’acides faibles + acide fort :
https://ecebac.fr/sujets/2023/PC/06/ECE_23_PC_6.pdf
Remarque : prise d’essai : Il faut que tu tiennes compte du matériel à ta disposition et la concentration de la solution titrante.
Exemple : la solution de soude titrante est 0,01 mol/L et tu doses une solution de HCl dont la concentration est de l’ordre de 0,5 mol/L … si tu choisis de doser 100 mL de solution acide, il te faudra un volume équivalent de l’ordre de 5000 mL …
Dans ce cas il faudra diluer ( très précisement ) la solution à doser et n’utiliser qu’un petit volume de solution pour faire le titrage …
Par ailleurs si tu as une solution à doser très diluée et que tu la doses par un titrant très concentré , le volume équivalent risque d’être trop petit ( du genre moins que 1 mL avec une burette de 25 mL ) et cela n’ira pas non plus .
PH :
Cycle 4 : https://eduscol.education.fr/document/17824/download
Fiche intéressante sur dosage du destop (NaOH) et acide chlorhydrique :
https://www4.ac-nancy-metz.fr/physique/ancien_site/Tp-chim/conduct2/Dosage-conduct-destop.pdf
Fiche super + évaluation de type A incertitude pH : https://olczyk.pagesperso-orange.fr/physique-chimie/Spe-Phy-Tale/chapitre1-acides-bases_fichiers/TP1%20-%20CH1%20solutions%20HCl.pdf
Les indicateurs colorés :
Zone de virage teinte sensible : pKA – 1 , pKA+1
hélianthine rouge/jaune 3.3 – 4.4
vert de bromocrésol jaune/bleue 3.8 – 5.4
méthylrouge rouge/jaune 4.2 – 6.3
bleu de bromothymol (BBT) jaune/bleue 6.0 – 7.6
phénolphtaleine incolore/rose 8.2 – 10.0
Réaliser une solution tampon : 2 méthodes :
soit on prend une base faible et son acide conjugué type NH4+/NH3 ou un acide faible et une base faible conjugué équimolaire
ou on prend CH3COOH + NaOH (base forte qui va complètement se dissocier) avec nCH3COOH = le double de nHO-, au final :
FORCE DES ACIDES
SUPER! pas mal de TP autour de çà : http://coyote-physique.e-monsite.com/pages/terminale-scientifique/force-des-acides-et-des-bases.html
DOSAGE
Les dosages acido-basique peuvent être suivi par : pHmétrie, par colorimétrie, par conductimétrie.
http://thierry.col2.free.fr/restreint/exovideo_lycee/c_chim_456/dosage_prod_menag_Q1.htm
=> Doser l’acide chlorhydrique avec NaOH
prise d’essai de 20 mL donc déterminer préalablement la concentration de l’acide
si [NaOH] = 0,1 mol.l-1 comme réaction mole à mole : C1.V1=C2.Veq soit C1 = 0,1*10 mL/20 mL
La même chose, par conductimétrie :
https://ressources.unisciel.fr/DAEU/chimie/solution-aqueuse/co/exemple1.html
DOSAGE :
http://scphysiques.free.fr/TS/chimieTS/C4A2TPCOR.pdf
ABSORBANCE
https://www.physagreg.fr/CoursTS/Chimie/TP/Chimie-TP1-prof.pdf
STEREOCHIMIE (STL)
TP acide fumarique/maléique : explication
Autre TP sympa : http://thierry.col2.free.fr/restreint/exovideo_lycee/ex_TS_2012/ch10_comparaison_proprietes_mol_diastereoisomeres.pdf
EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE diiode et cyclohexane
http://storage.canalblog.com/49/50/355695/18676940.pdf
=> on peut faire suivre par un dosage par étalonnage du diiode par spectrophotometrie.
MECANIQUE ET MOUVEMENTS
1ere loi de newton :
Curling forces http://gserwar.free.fr/uploads/physique%20seconde/TPp%209%20%20Le%20principe%20dinertie.pdf
3eme loi de newton :
https://eduscol.education.fr/document/16180/download
Difficultés et homme sauteur : https://eduscol.education.fr/document/16189/download
Principe calcul mvt parabolique.
vitesse initiale V0 , on fait bilan des forces : on exprime accélération en fonction de ax et ay puis on intégre en fonction du temps (on calcule la constante d’intégration en utilisant les conditions initiales)
On trouve l’équation paramétrique du vecteur position z et x (2 dimensions) en fonction de t
on utilise : x(t) et on remplace
calcul portée : on cherche xmax sachant qu’à xportée on a z(t) =0 on remplace dans l’équation.
Pour la flèche 2 méthodes : On cherche Zmax quand vz = 0 en utilisant on exprime tmax en fonction du reste. on réinjecte dans z(tmax) le tmax trouvé.
On peut passer par la conservation de l’énergie mécanique :
Em(o) = Em(tmax) soit 1/2m(V0)2 + mgZ0 = 1/m(Vmax)2 + mgZmax
dans un champ électrique :
On part de F = qE puis bilan des forces somme F ext = ma soit a = F/m (une seule force) = qE/m
donc composantes Ex, Ey, Ez
on exprime ax, ay, az et on intègre en tenant compte des conditions initiales pour les constantes d’intégrations.
Remarques :
• le mouvement suivant l’axe Ox est uniforme ;
• il n’y a pas de mouvement suivant l’axe Oy ; le mouvement s’effectue donc dans le plan
Oxz ;
• le mouvement suivant l’axe Oz est uniformément varié ;
• Le mouvement est indépendant de la masse m du projectile et ne dépend que des
conditions initiales.
LOI DE KEPLER
| Tp mouvement champ de gravitation |
| Actdoc système solaire siecles bordas p318 |
| Orbite mercure bordas p319 |
| comete de halley bordas p 340 |
| masse de jupiter bordas p 341 |
| EDRS-C satellite géostationnaire livre p344 |
| Détermination masse soleil livre p345 |
| sur les traces de Kepler livre p346 |
| tester les lois de kepler belin p320 |
| actdoc dynamique corps sous action force gravi belin p321 |
| 1ere loi : ds ref heliocentrique, l’orbite planete est une ellipse et le centre du soleil occupe l’un des 2 foyers |
| 2eme loi de kepler : loi des aires « le segment reliant le soleil à la planete balaye des aires égales pendant des durées égales » vitesse augmente lorsque proche soleil et diminue lorsque s’éloigne. e=c/a |
| 3eme loi de kepler ou loi des périodes : la période de révolution T au carré est proportionnelle au cube du demi grand axe a |
| (T^2÷a^3 )= k avec k = 4pi^2/GM elle ne dépend que de l’astre attracteur. |
DIFFRACTION
Principe : on doit tester la relation : θ =𝜆/a on choisit différentes valeurs d’ouverture.
https://www.pedagogie.ac-nantes.fr/medias/fichier/ts_theme_observer_tp_diffraction_1335007565542.doc
Animation super : on peut faire des expériences sur la diffraction, interférences :
https://www.phychiers.fr/travail-pratique-de-terminal-sur-la-diffraction/
| Tp LES PHENOMENES ONDULATOIRES |
| Attenuation en dB bordas p430 |
| Diffraction bordas p431 |
| Interferences de deux ondes surface eau bordas p432 |
| Resolution ecran smart par interférence bordas p 433 |
| Effet doppler bordas p434 |
| Expérience de Ballot livre p466-467 |
| Détection d’exoplanetes livre p468 |
| propagation et atténuation livre p469 |
| Conditions d’interférences livre p491 |
| Phénomène de diffraction livre p492 |
| interférométrie et unite référence livre p493 |
| etoile et diffraction livre p494-495 |
| Attenuation geometrique et atténuation absoption belin p386 |
| illustrer caract qualita phenomene diffraction belin p 387 |
| etude quantitative diffraction ondes lum belin p388 |
| etablir tester conditions interférences constr destructive belin p389 |
| actdoc interpréter figure d’interferences trous young belin p 390 |
| exploiter express interfrange ds interfér lum belin p391 |
| num exploiter exp du decalage doppler pour vitesse belin p392 |
| Atténuation dB chambre sourde : permet d’éviter les reflexions et mesure le niveau d’intensité sonore |
| intensité sonore I et niveau d’intensité sonore |
| Atténuation géométrique L(x) = L (à 1 m) – 20 log(x) dépend géométrie car effet de reflexion + dissipation |
| Atténuation par absorption ?? Depend matériel |
| Entre 2 positions : Adb = L2-L1 |
| Diffraction : comparaison de deux méthodes de mesure L et 2L =L/2 + L + L/2 |
| methode webcam=> on enregistre la tache de diffraction (mettre une ref distance) et L =10 log (I/Io) |
| on calcule l’incertitude type U(a) =a *rac( ) |
| n compare a mesur – a ref/u(a) |
| q = l/a |
| angle caractéristique demi angle dépend de la dimension de a et lambda et plus fort que a est voisin de lambda ou inférieur |
| conditions d’interférences : meme longueur d’onde et synchrone (cohérentes = décalage constant) interférences constructives : ∂ = k.𝜆 et destructives ∂ = (k+1/2).𝜆. ∂ = difference de chemin de optique e*x/D et i = 𝜆*D/e |
| https://www.google.com/search?q=interferences+lumineuses+fentes+de+young&rlz=1C5CHFA_enFR855FR855&sxsrf=AJOqlzW-9WvypzJb7OKHi7K2BCwa_-avyw:1675974983553&source=lnms&tbm=vid&sa=X&ved=2ahUKEwjl9K-spYn9AhUCaqQEHe3YAVQQ_AUoA3oECAEQBQ&biw=1690&bih=820&dpr=0.9#fpstate=ive&vld=cid:e5827870,vid:yd8Wh2705-4 |
| interférences : superposition en un point M dépend de la différence de chemin optique : ∂ = S2M – S1M on approxime les alpha tan et sin et on en tire ∂=e*x/d e = espce entre les trous |
| plus petite valeur de x c’est qd ∂=𝝀 avec x=i soit i= 𝝀*D/e |
| acquis |
| Effet doppler : variation de fréquence de l’onde perçue par un observateur. |
| ∆f = fR – fe= fe*v/c avec ∆f = décalage de l’onde fR fréquence perçue par l’observateur. Fe fréquence de l’onde émise par l’emetteur au repos, c vitesse de l’onde, v vitesse de l’émetteur /observateur |
| Imaginons le cas d’une personne sur une plage, debout dans l’eau, au bord du rivage. Des vagues arrivent à ses pieds toutes les dix secondes. La personne marche en direction du large : elle va à la rencontre des vagues, celles-ci l’atteignent alors avec une fréquence plus élevée, par exemple toutes les huit secondes. Lorsque cette personne se met à courir vers le large, les vagues l’atteignent alors toutes les cinq secondes. Lorsque cette personne fait demi-tour, et marche puis court en direction de la plage, les vagues l’atteignent avec une fréquence moins élevée, par exemple toutes les douze, puis quinze secondes. |
| Colonne3 |
| Intensité sonore, intensité sonore de référence, niveau d’intensité sonore. |
| Diffraction d’une onde par une ouverture : conditions d’observation et caractéristiques. |
| Interférences de deux ondes, conditions d’observation. |
| Interférences de deux ondes, conditions d’observation. |
| Angle caractéristique de diffraction. |
| Interférences de deux ondes, conditions d’observation. |
| Effet Doppler. Décalage Doppler. |
| Atténuation (en dB). |
| B) Analyser un système chimique par des méthodes physiques |
| Atténuation (en dB). |
| Interférences constructives, Interférences destructives. |
| Effet Doppler. Décalage Doppler. |
ELECTRICITE
Niveau 5eme : défi faire briller une pile.
DESCRIPTION DE LA LUMIERE
| Tp description de la lumiere par flux de lumiere |
| Effet photoelectrique classe inversée bordas p478 |
| Applications interaction lumiere matiere bordas p479 |
| Rendement cellule photoelectrique Bordas p480 |
| Découverte effet photoelectrique livre p532 |
| Rendement cellule livre p533 |
| actdoc histoir effet photoelectrique et description belin p432 |
| num interprétation effet electrique et bllan d’energie belin p433 |
| application mettant en jeu interaction phtonmatiere belin p434 |
| Rendement cellule photo belin p435 |
LUNETTE ASTRONOMIQUE
| Maquette lunette astronomique afocale bordas p456 |
| L’infini c’est loin bordas p457 |
| Caracteristique lunette afocalebordas p458 |
| Présentation de la lunette livre p514 |
| observation d’un objet à l’infini livre p515 |
| détermination grossissement livre p516 |
| lunette astronomique afocale belin p414 |
| actdoc constructions optiques tracer des rayons lum belin p415 |
| actdoc lunette astro commerce belin p 416 |
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE PREMIERE
Des ressources TP sur les différents thèmes : https://www4.ac-nancy-metz.fr/physique/N_lycee/1_es.php
Super pour des liens : http://bertrand.kieffer.pagesperso-orange.fr/ES_1ere.htm
ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE TERMINALE
http://bertrand.kieffer.pagesperso-orange.fr/ES_Term.htm
TP FOCUS exemples TP selon thèmes
CHIMIE
Comparaison estérification hydrolyse : http://nputhinier.free.fr/TP_TS/Chap.12_TP24_esterification-correction.pdf
Montage à reflux :
Lavage :
SEQUENCES EXEMPLES
Une séquence sur la puissance électrique :https://pc.ac-creteil.fr/spip.php?article284
Un exemple de cours : http://pccollege.fr/troisieme-2/electricite-energie-electrique-et-circuits-electriques-en-alternatif/chapitre-iv-la-puissance-electrique/
autre exemple :
1ere séance « main à la pate »
2eme on formalise (formule unité)
3eme on réinvestit (eolienne fournira t-elle suffisamment d’energie au lycée) lecture de document.
http://physique-chimie.ac-dijon.fr/spip.php?article28
Un lien vers l’activité + questionnement : http://pegase.ens-lyon.fr/sites/default/files/2019-05/PEGASE_ENERGIE_1S_chap1_PR.pdf
Energie et conversion d’énergie :
https://eduscol.education.fr/document/22345/download
ARDUINO
PYTHON
FICHES PEDAGOGIQUES ET SITUATIONS
Liste des TP selon les éditeurs :
EXEMPLE DE FICHE EXPOSE PEDAGOGIQUE OU EXPERIMENTAL
EXEMPLES SEQUENCE (SUPER) sur système solaire
Attendu de fin de cycle : situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la
vie terrestre :
Cycle 4
Physique-chimie
Catégorie : Mettre en œuvre son enseignement
Sous-catégorie : L’énergie et ses conversions
Quelle bouilloire choisis-tu ? Pourquoi ?
| THEME : L’énergie et ses conversions Attendus de fin de cycle : Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie – Utiliser la conservation de l’énergie. |
| Registre d’enseignement : enseignement commun |
| Descriptif : La situation d’apprentissage proposée a pour objectif de réinvestir la relation liant puissance, énergie et durée, dans le but de donner du sens à la notion de puissance. Plusieurs bouilloires sont proposées aux élèves, elles ont des contenances et des puissances différentes. L’objectif est que les élèves proposent un protocole et le mette en œuvre pour comparer ces bouilloires. |
| Repère de progressivité : Cette séquence peut être proposée en cours de cycle avant que toutes les notions relatives à l’énergie soient acquises. Aucune connaissance en électricité n’est nécessaire. |
| Objectifs d’apprentissage : Relier les notions de puissance, énergie et durée. Réaliser un bilan énergétique. |
| Compétences travaillées Pratiquer des démarches scientifiques Identifier des questions de nature scientifique. Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une expérience pour la ou les tester. Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte. Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant. Pratiquer des langages Lire et comprendre des documents scientifiques. Passer d’une forme de langage scientifique à une autre. |
| Connaissances et compétences associées Identifier les différentes formes d’énergie Identifier les sources, les transferts, et les conversions d’énergie Établir un bilan énergétique pour un système simple Utiliser la relation liant puissance, énergie et durée Notion de puissance |
| Mots clefs : Énergie, puissance, relation puissance énergie durée, bilan énergétique. |
Situation proposée aux élèves
Quelle bouilloire choisis-tu ? Pourquoi ?
| Bouilloire de cuisine X | Bouilloire de cuisine Y | Bouilloire Z |
Scénario possible
Questionnement en lien avec la situation proposée
Quelle bouilloire choisis-tu ? Pourquoi ?
Les élèves indiquent leurs critères de choix : esthétique, puissance, volume d’eau pouvant être chauffé, etc.
Nous allons nous intéresser uniquement aux caractéristiques électriques : puissance et énergie convertie.
Quelle est la bouilloire que vous choisissez et pourquoi ?
Les élèves formulent individuellement leurs idées, comme par exemple :
- « je choisis la bouilloire X car c’est la plus puissante, c’est la plus performante » ;
- « je choisis la bouilloire Z car c’est la moins puissante, c’est donc celle qui coûte le moins cher car elle utilise moins d’énergie ».
Retour sur les propositions, questionnement oral et collectif
- Lien entre puissance et durée de fonctionnement.
- Lien entre énergie convertie et puissance.
Formulation du problème à résoudre
Je cherche à vérifier si, pour un besoin en énergie donné :
- plus un appareil est puissant, plus sa durée de fonctionnement est courte ;
- plus un appareil est puissant, plus il convertit d’énergie.
Proposition d’un protocole expérimental
- Je chauffe un même volume d’eau, pris à une même température (température ambiante), avec les 3 bouilloires.
- Je mesure, avec un chronomètre, le temps mis pour que la température de l’eau atteigne 100°C / pour que l’eau se mette à bouillir.
Réalisation de l’expérience
On peut envisager d’utiliser un thermomètre pour contrôler la température de l’eau ou arrêter le chauffage quand l’eau bout. Les mesures effectuées sont bien évidemment peu précises.
Conclusion : la bouilloire la plus puissante est la plus rapide pour transférer l’énergie nécessaire.
Exploitation des résultats expérimentaux
Les élèves réinvestissent la relation qui lie énergie, puissance et durée. Ils calculent l’énergie convertie. Après calcul, ils découvrent que l’énergie convertie par chaque bouilloire est à peu près la même.
Conclusion : l’énergie convertie pour une transformation donnée est la même, quelle que soit la puissance de l’appareil utilisé.
DES TACHES COMPLEXES GRIESP
https://www4.ac-nancy-metz.fr/physique/lycee/resaprob/resolution_problemes_Griesp.pdf
| Compétence | Exemples de capacités associées |
| S’approprier le problème. | 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. … |
| Établir une stratégie de résolution (analyser). | 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. … |
| 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. Utiliser l’analyse dimensionnelle. … |
| 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. … |
| Communiquer. | Présenter la solution ou la rédiger en expliquant le raisonnement et les résultats. … |
Intérêt élèves : Raisonner à sa manière
2.1.1 Raisonner à sa façon
La stratégie de résolution n’est pas guidée et, souvent, elle n’est pas unique ; ainsi chaque élève élabore un raisonnement personnel, qui peut être différent des stratégies initialement envisagées par l’enseignant. Les élèves sortent ainsi du cadre d’un exercice classique à étapes imposées et peuvent contourner une difficulté en ayant recours à une stratégie alternative.
2.1.2 Se tromper pour progresser
L’erreur est source d’apprentissage. Comme le dit Thomas Edison :« I have not failed. I’ve just found
10,000 ways that won’t work. » Ainsi, lors de l’élaboration d’une stratégie, les professeurs doivent permettre aux élèves de suivre des pistes non fructueuses et les amener à les améliorer, si possible par eux-mêmes, en faisant évoluer la stratégie initialement adoptée. La possibilité de pouvoir essayer sans crainte des démarches « d’essai-erreur » est très propice à la construction de savoirs mieux ancrés.
2.1.3 Travailler autrement
Quand les activités de recherche d’une résolution de problème sont bien adaptées au niveau des connaissances requises et de l’accessibilité des modèles, elles procurent une motivation supplémentaire aux élèves qui apprécient de travailler plus librement, souvent en groupe et dans un cadre collaboratif. Les élèves sont plus actifs, ils échangent entre eux et prennent confiance dans des situations a priori déroutantes.
Par une mise en œuvre plus régulière et dans une logique de découverte de situations de plus en plus complexes, on espère ainsi que l’élève se détachera de l’attitude classique « reconnaître rapidement » ou bien « abandonner », en prenant l’habitude de développer des stratégies nécessitant un peu plus de persévérance. Un travail de synthèse personnalisé proposé en fin de séance et analysant la ou les démarches choisies est recommandé pour renforcer l’efficacité de la formation et mettre en confiance les élèves.
2.1 Du point de vue du professeur
Les professeurs qui s’engagent dans ce type de tâches y trouvent généralement beaucoup d’intérêt. Citons quelques arguments qui poussent les professeurs à diversifier leurs pratiques en incluant assez régulièrement ces activités depuis la classe de seconde :
- dans une posture d’accompagnant, le professeur a la possibilité d’observer les élèves se posant des questions. Il peut ainsi plus efficacement repérer les obstacles, et apporter au fur et à mesure des aides ciblées sur des difficultés formulées, donc déjà repérées par les élèves ;
- il est possible, dans une même classe, d’anticiper une différenciation des compétences travaillées, en proposant deux ou trois variantes de formulation de la tâche à réaliser, puis de l’affiner en apportant, le cas échéant et en temps réel, des aides personnalisées sous la forme par exemple de « coups de pouce ». Cela permet de porter son attention sur les élèves encore « peu experts ».
- niveau A : les indicateurs choisis apparaissent pratiquement dans leur totalité ;
- niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement ;
- niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante ; –
- niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents.
2.1.1 Etablissement d’un tableau récapitulatif des niveaux de maîtrise des compétences
Après l’appréciation du niveau de maitrise de chaque compétence, on répète dans un tableau les compétences jugées les plus importantes de manière à leur donner « visuellement » un poids relatif plus élevé. On pourra sur ce thème de référer à l’exemple intitulé « Dilatation des océans ».
| Compétences | Niveau de maîtrise | |||
| A | B | C | D | |
| S’approprier | ||||
| Analyser | ||||
| Analyser | ||||
| Réaliser | ||||
| Réaliser | ||||
| Valider | ||||
| Communiquer | ||||
Si une évaluation chiffrée est attendue (comme cela peut être le cas dans l’exercice de spécialité du baccalauréat S noté sur 5 points), la note finale résulte d’une analyse du tableau. Des éléments indicatifs, exemplifiés au paragraphe 5.2.3 peuvent être précisés mais la décision finale relève de l’expertise du professeur. Soulignons que le passage à la note n’est en aucune manière une obligation.
2.1.2 Attribution d’une note au regard des niveaux de maîtrise des compétences
Dans le cas d’une résolution de problèmes que l’on désire évaluer en produisant au final une note sur 5 points, plusieurs propositions pour attribuer la note peuvent être faites à ce sujet, par exemple celle qui consiste à analyser les proportions des différents niveaux A, B, C et D :
- majorité de A : note entre 4 ou 5 (majorité de A et aucun C ou D : 5)
- majorité de B : note entre 2 et 4 (uniquement des B : 3)
- majorité de C : entre 1 et 3 (uniquement des C : 2)
- majorité de D entre 0 et 2 (uniquement des D : 0 ; dès qu’il y a d’autres niveaux que le D : 1 ou 2)
Naturellement des modifications peuvent être apportées en fonction de difficulté de la résolution de problèmes.
| Intitulé | Classe | Quelques caractéristiques | Nombre de versions | Page |
| Le rugby | 2nde | Assez facile mais il faut s’approprier quelques règles du rugby. | 3 versions | 15 |
| Autonomie en plongée | 2nde | La version initiation est bien adaptée. Pas beaucoup de documents. Mise en œuvre de la loi de Boyle-Mariotte. | 3 versions | 35 |
| Homéopathie | 2nde | Une vigilance particulière : les élèves ont des difficultés à s’approprier le vocabulaire. | 2 versions | 43 |
| Gonflage d’un ballon | 2nde | Parfaitement adaptée au niveau seconde dans sa version « confirmée ». | 2 versions | 50 |
| Geocentrique ou presque | 2nde | Approche « mixte » avec une approche documentaire. | 1 version | 63 |
| Lever de la Terre | 2nde | Sujet assez délicat en raison de la problématique des référentiels. | 2 versions | 69 |
| Le sel | 2nde | Une version initiation très adaptée. | 3 versions | 76 |
| Intitulé | Classe | Quelques caractéristiques | Nombre de versions | Page |
| Cascade | 1°S | Optique géométrique. Possibilité de la coupler avec celle sur la « Profondeur d’un pont ». | 2 versions | 89 |
| Profondeur du pont | 1°S | Optique géométrique ; prolongement possible de la ressource « Cascade ». Pas en phase d’initiation. | 3 versions | 97 |
| CO2 émis par les voitures | 1°S | Niveau « initiation » très adapté. Le niveau « expert » est difficile (nécessité de travailler avec des ordres de grandeur). Le niveau « confirmé » est assez difficile mais riche car les élèves doivent prendre des décisions. | 3 versions | 106 |
| Extraction sélective | 1°S | Approche expérimentale de la résolution de problème ; permet d’introduire et de travailler sur la proposition de schéma de résolution du problème ; nécessite deux séances. | 3 versions | 124 |
| Jet d’eau (version 1) | 1°S | Plutôt en fin d’année. Peut être aussi proposée en terminale. | 3 versions | 138 |
| Hobbit | 1°S | Une thématique relevant de la sciencefiction. Notion de puissance et d’énergie. Différents registres. | 2 versions | 147 |
| Panneaux photovoltaïques | TS | Très bonne introduction; peut être utilisée en 1ère si on explicite le lien puissance et énergie. Illustre le fait qu’une résolution de problème n’est jamais terminée (approches itératives). | 1 version | 154 |
| Dilatation des océans | TS | Une version initiation – Ressource déjà publiée dans sa version « confirmée ». | 2 versions | 160 |
| Voiture en mouvement | TS | Expérimentale, très simple au niveau de l’appropriation. Peut se faire rapidement en début d’année de TS. Niveau confirmé à cause des calculs. Fichier son. | 1 version | 170 |
| Octobasse | TS | Base : sujet de bac (septembre 2013 métropole) – 2 versions « confirmé » – une version « expert » utilisant l’analyse dimensionnelle. | 3 versions | 177 |
| Jet d’eau (version 2) | TS | Adaptée au niveau TS, approche énergétique. axée sur l’analyse dimensionnelle. | 2 versions | 189 |
| Coque d’un navire | TS | Base : bac S métropole juin 2013. Vise à montrer comment adapter un sujet pour construire un niveau « expert ». | 3 versions | 195 |
| Mission Apollo | TS | En spécialité – niveau « expert » ; deux voies de résolution possibles – durée supérieure à une heure | 3 versions | 208 |
| Le rugby | TS | On demande de proposer des équations horaires à partir d’un modèle à déterminer par les élèves | 2 versions | 221 |
| Le cor des Alpes | TS | Exercice de spécialité du baccalauréat S – session 2014 | 1 version | 232 |
DIFFICULTES THEMES
L’énergie difficultés d’apprentissage: https://eduscol.education.fr/document/17770/download
THEME DES SIGNAUX POUR OBSERVER ET COMMUNIQUER
Repères pour une progression : https://eduscol.education.fr/document/17782/download
Ecrans tactiles : https://eduscol.education.fr/document/17803/download
MOUVEMENTS ET INTERACTIONS :
https://eduscol.education.fr/document/17758/download
Difficultés en mécanique cinématique cycle 4 et lycée :https://eduscol.education.fr/document/16147/download
THEME ONDE CORPUSCULE difficultés :
https://cache.media.eduscol.education.fr/file/PC/88/0/Dualite_onde-particule_222880.pdf
