Programme de Physique-Chimie en Seconde

Suite à la réforme du BAC 2021 annoncée par le gouvernement en 2018, de nouveaux contenus d’enseignement ont été élaborés. Ces nouveaux programmes sont repensés en accord avec la nouvelle organisation du lycée général et technologique, qui remplace les filières S, ES et L par le choix de spécialités. Ils entreront en vigueur à la rentrée 2019. Ainsi, le programme de Seconde est maintenant constitué de 11 enseignements obligatoires. L’élève peut également choisir deux enseignements optionnels, une matière générale et une matière technologique. En Première et Terminale, la physique-chimie n’est plus obligatoire et rejoint les enseignements de spécialité. Certaines notions sont cependant étudiées dans le programme de tronc commun “enseignement scientifique”. 

L’enseignement de la physique-chimie en Seconde

Le programme de Physique-Chimie en Seconde subit de profondes modifications. La physique-chimie représente 3 heures sur l’ensemble des matières enseignées en classe de Seconde, comme nous le voyons ci-dessous :

Les objectifs de ce nouveau programme de physique-chimie en seconde

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 dernière 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, 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 

  • Avant/après : déjà présent dans l’ancien programme, mais de façon moins explicite. Thème transversale, surtout en lien avec les compétences expérimentales.
  • Difficultés, point de vue : ne devrait pas poser de grosses difficultés mais 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 (1s 2 , 2s 2…) quand l’ancien programme parlait de couches électronique K, Let 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 1re au niveau 2de.
  • Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie
    – Introduction d’une sous- partie : transformations nucléaires : écriture symbolique des réactions nucléaires les familles de transformations nucléaires (alpha, béta, fusion, fission) ne sont pas abordées.
    – Cette partie ne devrait poser davantage de difficultés aux élèves.

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, tant d’un point de vue mathématique (calcul d’une norme, relation de Chasles, colinéarité).
    – Modéliser une action sur un système.
    -Introduction d’une sous-partie : transformations nucléaires : écriture symbolique des réactions nucléaires, les familles de transformations nucléaires (alpha, béta, fusion, fission) ne sont pas abordées.
  • 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).
    – Cette partie ne devrait pas poser davantage de difficultés aux élèves. 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). Cette partie ne devrait pas poser davantage de difficultés.
    – Vision et image
    – Cette partie fait appel à des outils mathématiques liés à la géométrie et pose en ce sens traditionnellement des difficultés dans à 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.

Compétences travaillées dans ce programme de physique-chimie en Seconde

Plusieurs compétences sont rattachées au programme de Physique-Chimie de Seconde, et permettent de structurer l’enseignement et l’évaluation des élèves. Celles-ci sont illustrées par quelques exemples de capacités :

S’approprier

  • Énoncer une problématique  
  • Rechercher et organiser l’information en lien avec la problématique étudiée  
  • Représenter la situation par un schéma

Analyser et raisonner

  • Formuler des hypothèses  
  • Proposer une stratégie de résolution  
  • Planifier des tâches  
  • Évaluer des ordres de grandeur  
  • Choisir un modèle ou des lois pertinentes  
  • Choisir, élaborer, justifier un protocole  
  • Faire des prévisions à l’aide d’un modèle  
  • Procéder à des analogies

Réaliser

  • Mettre en œuvre les étapes d’une démarche  
  • Utiliser un modèle  
  • Effectuer des procédures courantes (calculs, représentations, collectes de données, etc.)  
  • Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité

Valider

  • Faire preuve d’esprit critique, procéder à des tests de vraisemblance  
  • Identifier des sources d’erreur, estimer une incertitude, comparer à une valeur de référence  
  • Confronter un modèle à des résultats expérimentaux  
  • Proposer d’éventuelles améliorations de la démarche ou du modèle

Communiquer à l’écrit et à l’oral

  • Présenter une démarche de manière argumentée, synthétique et cohérente
  • Utiliser un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés  
  • Échanger entre pairs

Organisation du programme de physique-chimie en Seconde

Le programme de physique-chimie s’organise en trois volets. Ces volets s’inscrivent dans la continuité des enseignements du collège (organisation et transformations de la matière ; mouvements et interactions ; l’énergie et ses conversions ; des signaux pour observer et communiquer) :

  • Constitution et transformations de la matière
  • Mouvement et interactions
  • Ondes et signaux

Le volet “énergie et ses conversions” n’a pas été supprimé du programme de seconde, il est abordé dans le cadre de l’étude des transformations de la matière.

Ces trois thèmes permettent aux élèves d’étudier de nombreuses situations de la vie quotidienne, et de faire le lien avec les autres disciplines scientifiques, en abordant des notions capitales pour l’apprentissage de l’élève :

  • Notions transversales (modèles, variations et bilans, réponse à une action…)  
  • Notions liées aux valeurs des grandeurs (ordres de grandeur, mesures et incertitudes, unités…)  
  • Dispositifs expérimentaux et numériques (capteurs, instruments de mesure, microcontrôleurs…)
  • Notions mathématiques (situations de proportionnalité, grandeurs quotient, puissances de dix, fonctions, vecteurs…)  
  • Notions en lien avec les sciences numériques (programmation, simulation…)

Constitution et transformations de la matière

Cette partie est elle-même divisée en deux segments :

Constitution de la matière de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique

  • Description et caractérisation de la matière à l’échelle macroscopique
  • Modélisation de la matière à l’échelle microscopique

Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie

  • Transformation physique
  • Transformation chimique
  • Transformation nucléaire

Mouvement et interactions

Ce thème permet aux élèves d’étudier la mécanique et prépare la mise en place du principe fondamental de la dynamique. Il est divisé en trois parties :

  • Décrire un mouvement
  • Modéliser une action sur un système
  • Principe d’inertie

Ondes et signaux 

Cette partie comprend l’enseignement de trois volets, liés à des éléments de la vie quotidienne :

  • Émission et perception d’un son
  • Vision et image
  • Signaux et capteurs

À l’issue de cette année de Seconde, le lycéen aura étudié de nouveaux concepts liés à l’étude de la matière, à la mécanique, et aux signaux acoustiques, optiques et électriques. Il aura acquis les compétences nécessaires à la mise en place d’une démarche scientifique, et aura une vision plus complète de la Physique-Chimie, qui pourra l’aiguiller dans ses choix de spécialités en Première.

Nouveau programme de physique-chimie pour les classes de Seconde

Ce nouveau programme de Physique-Chimie en Seconde a été discuté par le Comité Supérieur des Programmes à l’automne 2018 en vue de son entrée en vigueur en septembre 2019.

Programme de physique-chimie paru au bulletin officiel

Programme physique-chimie en seconde

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