SRIES L ET ES LES POURSUITES DTUDES MERGENCE

SÉRIES L ET ES, LES POURSUITES D’ÉTUDES ÉMERGENCE DE LA QUESTION D’UNE CULTURE SCIENTIFIQUE ACTUALISÉE - ENS - Université française ou étrangère sciences humaines, droit, économie, lettres, arts, langues appliquées - Grandes écoles de management HEC, ESSEC, ESCP, EM Lyon… - Instituts d’études politiques IEP Paris, Lyon, Lille, Grenoble, Aix, Bordeaux, Toulouse, Strasbourg, Rennes… - Instituts d’interprétariat - Ecoles de journalisme - ENA - Ecoles militaires

SÉRIES L ET ES, IMPACT D’UNE CULTURE SCIENTIFIQUE DANS LES DOMAINES D’INSERTION PROFESSIONNELLE, Management direction, stratégie, gestion, finances, ressources humaines, audit … Carrières juridiques magistrat, avocat, conseil… Administration nationale ou internationale Carrières militaires Journalisme, édition, communication Enseignement Recherche lettres, arts, sciences humaines, langues… Traduction, interprétariat Carrières du commerce Carrières dans les arts

LES COMPÉTENCES ATTENDUES DES ENSEIGNANTS DANS LES SÉRIES L ET ES Partage des ressources SPC- SVT au sein des établissements Travail partagé en équipe sur des questions transdisciplinaires Connaissance de l’actualité scientifique et sociétale Sensibilisation aux enjeux de société, aux questions de citoyenneté Extraction et exploitation des données scientifiques diffusées (revues, TIC, médias…

OBJECTIFS DE FORMATION DES ÉLÈVES Faire acquérir une culture scientifique - questions et problématiques scientifiques au quotidien /consommation - enjeux de société / citoyenneté - ressources documentaires / supports de communication - démarche humaniste / histoire des sciences Faire acquérir des compétences - mettre en œuvre un raisonnement scientifique identifier un problème formuler des hypothèses les confronter aux résultats expérimentaux prélever et exploiter des informations (revues, internet, médias…) civique exercer un esprit critique - élaborer une synthèse, un commentaire, une argumentation (écrit, oral) - appréhender avantages et limites développements scientifiques/ social et - croiser les regards disciplinaires / traitement d’une question complexe

OBJECTIFS DE FORMATION DES ÉLÈVES Faire acquérir une culture scientifique - questions et problématiques scientifiques au quotidien /consommation - enjeux de société / citoyenneté - ressources documentaires / supports de communication - démarche humaniste / histoire des sciences Faire acquérir des compétences - mettre en œuvre un raisonnement scientifique identifier un problème formuler des hypothèses les confronter aux résultats expérimentaux prélever et exploiter des informations (revues, internet, médias…) exercer un esprit critique - élaborer une synthèse, un commentaire, une argumentation (écrit, oral) - appréhender avantages et limites développements scientifiques/ social et civique - croiser les regards disciplinaires / traitement d’une question complexe - s’emparer des TIC (participation du volet sciences au B 2 i) / social et juridique

ORGANISATION DE L’ENSEIGNEMENT DE SCIENCES Horaire élève : 1, 5 H hebdomadaire Préconisation : enseignement partagé globalement SPC-SVT 2 thèmes communs SPC-SVT - Représentation visuelle - Nourrir l’humanité 1 thème propre SPC - Le défi énergétique 1 thème propre SVT - Féminin-Masculin

EVALUATION TERMINALE Épreuve écrite en fin de classe de première Durée de l’épreuve : 1 H 30 3 parties dans l’épreuve : - partie 1, résolument interdisciplinaire ( 8 points ) sur l’un des deux thèmes communs exploitation de documents commentaire rédigé - partie 2, dédiée aux SPC (6 points ) défi énergétique ou thème commun non traité en 1 - partie 3, dédiée aux SVT (6 points ) féminin-masculin ou thème commun non traité en 1

LES PROGRAMMES DANS LES FILIÈRES STI 2 D ET STL Enseignements généraux communs aux séries STI 2 D et STL français ; langues vivantes 1 et 2 ; histoire-géographie ; éducation physique et sportive. mathématiques (avec un programme spécifique pour la spécialité biotechnologie en terminale); physique-chimie (avec un programme spécifique pour la spécialité biotechnologie en terminale).

Enseignement Général (tronc commun) Physique-Chimie en STI 2 D & STL énergie matière information

1 ENSEIGNEMENT GÉNÉRAL (TRONC COMMUN 1ÉRE) PHYSIQUE-CHIMIE EN STI 2 D & STL: 3 H tra ns rt ha bi ta t po s e nté a s ir vê t

ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES EN STL -1 – LES ENSEIGNEMENTS COMMUNS AUX DEUX SPÉCIALITÉS STL (PHCH L & B) Mesure et Instrumentation (2 h en première); o. Chimie-Biochimie-Sciences (CBSV) (4 h en première et terminale); du Vivant Enseignement technologique en Langue Vivante 1(1 h, assuré conjointement par un enseignant d'une discipline technologique et un enseignant de langue vivante).

1 ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES EN STL - 2 – DES ENSEIGNEMENTS SPÉCIFIQUES Sciences Physiques & Chimiques en Laboratoire - 6 h en première, - 10 h en terminale Biotechnologies - 6 h en première, - 10 h en terminale biotech

LES HORAIRES Une enveloppe horaire est laissée à la disposition des établissements pour assurer des enseignements en groupes à effectif réduit.

LES HORAIRES L’utilisation de l’enveloppe: fait l'objet d'une consultation du conseil pédagogique, tient compte des normes de sécurité et des activités impliquant l'utilisation des salles spécialement équipées et comportant un nombre limité de places.

LES LOCAUX ET LES ÉQUIPEMENTS Conformément aux objectifs de la réforme, les enseignements ne nécessitent pas l’utilisation de plateaux techniques à visée professionnelle. La série STL, spécialité sciences physiques et chimiques en laboratoire, peut être implantée dans tout établissement disposant de salles de travaux pratiques de physique, de chimie et de SVT telles qu’elles existent dans les lycées généraux.

LE PROGRAMME DE PHYSIQUE-CHIMIE DU TRONC COMMUN STI 2 D-STL Continuer à construire une culture scientifique commune à tous les élèves des séries STI 2 D et STL. Renforcer la pratique de la démarche scientifique dans toutes ses composantes. Acquérir des connaissances et des capacités en partant d’objets, de systèmes, de questions relevant de la technologie ou de problèmes de société. Montrer que des lois importantes régissent le comportement d’objets ou de systèmes et permettent de prévoir des évolutions et des états finaux. Développer des compétences nécessaires pour prendre des décisions raisonnables et éclairées dans les nombreuses situations rencontrées tout au long de la vie.

LE PROGRAMME DE PHYSIQUE-CHIMIE DU TRONC COMMUN STI 2 D-STL Les savoirs: Énergie Matière Information Les thèmes permettant de contextualiser: Habitat Transport Santé Vêtement et revêtement

VOCATION CYCLE TERMINAL SÉRIE S : ÉLÈVES QUI SE DESTINENT À DES ÉTUDES SUPÉRIEURES SCIENTIFIQUES Consolider les goûts et les vocations, fidéliser les élèves Les former pour qu’ils réussissent des études scientifiques supérieures Citoyens éclairés vis-à-vis questions scientifiques de société

CONSÉQUENCES Attentes en termes de méthode Relation à la connaissance changée Une question : quelles compétences à acquérir ?

LA SÉRIE SCIENTIFIQUE AU SERVICE DES COMPÉTENCES ET DES APPÉTENCES DE SCIENCES. 3 PHASES NÉCESSAIRES: OBSERVER COMPRENDRE AGIR. DEUX COMPÉTENCES CENTRALES : EXTRAIRE ET EXPLOITER Extraire - s’interroger de façon critique, choisir de façon argumentée Supports diversifiés

EXPLOITER DE FAÇON QUANTITATIVE ET DE FAÇON QUALITATIVE Ø De façon quantitative : analyse, modélisation, - formalisation, traitement mathématique, résultat Traitement mathématique Méthodes de résolution graphique ou numérique Le résultat est l’objet d’une attention particulière Ø De façon qualitative avec rigueur. Sens dégagé ; - communication avec les non scientifiques

LES PROGRAMMES DE PREMIÈRE (ET DE TERMINALE) DE LA SÉRIE SCIENTIFIQUE S'ARTICULENT AUTOUR DES GRANDES PHASES DE LA DÉMARCHE SCIENTIFIQUE : OBSERVER, COMPRENDRE, AGIR ET S’APPUIENT SUR DES ENTRÉES PORTEUSES ET MODERNES. Comme première partie du programme du cycle terminal, le programme de la première S se veut une introduction à l'objectif de formation à la démarche scientifique, tout en présentant la souplesse nécessaire aux réorientations entre les séries.

Observer : couleurs et images Comment l’œil fonctionne-t-il ? D’où vient la lumière colorée ? Comment créer de la couleur ? - Comprendre : lois et modèles Quelles sont les causes physiques à l’œuvre dans l’Univers ? Quelles interactions expliquent à la fois les stabilités et les évolutions physiques et chimiques de la matière ? Quels modèles utilise-t-on pour les décrire ? Quelles énergies leurs sont associées? Agir : défis du XXIème siècle En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développement tout en préservant la planète?

Synoptique du programme de 1 S OBSERVER Etude de l’œil, comparaison œil / appareil photo Couleur des objets, … Sources de lumière colorée (loi de Wien) COMPRENDRE Radioactivité Champs Principe de conservation de l’énergie (neutrino) AGIR Ressources énergétiques Conversion d’énergie

CLASSE DE TERMINALE S: CONTENUS Des contenus nouveaux et des retours ! Abordés en offrant une grande liberté pédagogique Physique/chimie Introduction par un questionnement, une problématique Sujets citoyens, ex : les enjeux énergétiques, les apports de la chimie au respect de l’environnement

CONSÉQUENCES Attentes en termes de méthode Relation à la connaissance changée Une question : quelles compétences à acquérir ?

PROGRAMME DE TERMINALE S Deux compétences occupent une place centrale en terminale : « extraire » et « exploiter » des informations ; elles seront mises en œuvre fréquemment en respectant l’esprit de la démarche scientifique. Les programmes de terminale de la série scientifique comme ceux de première s’articulent autour des grandes phases de la démarche scientifique : observer, comprendre, agir et s’appuient sur des entrées porteuses et modernes introduites à partir de questionnements.

PROGRAMME DE TERMINALE S Observer : ondes et matière La partie « observation » est étendue à l’ensemble du spectre des ondes électromagnétiques et aux ondes dans la matière, ainsi qu’aux particules. Ondes et particules: Parmi l’ensemble des sources d’ondes et de particules, un choix est possible d’étude plus particulière ainsi que sur un dispositif d’observation donné.

PROGRAMME DE TERMINALE S Caractéristiques et propriétés des ondes: Il s’agit de savoir décrire les ondes, définir et utiliser les grandeurs physiques associées. La diffraction d’ondes dans tous les domaines du spectre est soulignée, en particulier dans ses conséquences sur l’observation. Comme la diffraction et les interférences, l’effet Doppler se prête bien à exploitation expérimentale. Son étude sera étendue à l’investigation en astrophysique (mouvements des corps, détections indirectes et planètes extrasolaires, expansion de l’Univers) et à la vélocimétrie.

PROGRAMME DE TERMINALE S Analyse spectrale: La spectroscopie est instrument irremplaçable d’analyse des espèces chimiques d’origine variée, notamment issues du domaine du vivant, qu’il s’agisse des spectres UV-visible, IR ou RMN. C’est principalement cet aspect qui donnera lieu à l’enseignement de terminale. Comprendre : lois et modèles Temps, mouvement et évolution: La définition du temps atomique et la réalisation des horloges associées font accéder à des échelles de précision telles qu’elles mettent directement en évidence le caractère relatif du temps en fonction de la vitesse relative de l’horloge et de l’observateur, qui est à la base de la relativité restreinte.

PROGRAMME DE TERMINALE S Structure et transformation de la matière: Ce thème est consacré à l’évolution de la matière au travers des réactions chimiques, en partant des représentations. Ceci pourra être l’occasion de mentionner l’importance des conformations et des configurations. Energie, matière et rayonnement: Ce thème porte pour l’essentiel sur le rapport entre énergie et matière, avec un éclairage particulier porté au rayonnement, comme porte d’entrée sur le comportement quantique du réel. L’étude documentaire doit permettre de saisir le changement des ordres de grandeur lors du passage du macroscopique au microscopique, notamment sur le plan du dénombrement (constante d’Avogadro) ou de la taille des objets.

COMPRENDRE : LOIS ET MODÈLES Temps, mouvement et évolution : quantité de mvt, temps et relativité restreinte Structure et transformations de la matière : grandes catégories de réactions en chimie organique, sites donneurs-accepteurs, mécanisme réactionnel, acides-bases forts, faibles Energie, matière et rayonnement : énergie interne, transferts thermiques, laser, interférences photon par photon

AGIR : DÉFIS DU XXIÈME SIÈCLE Economiser les ressources et respecter l’environnement : chimie durable Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux : stratégie de la synthèse, sélectivité en chimie organique Transmettre et stocker de l’information : image numérique, conversion SA –SN, transmission, stockage optique Créer et innover : métiers de l’activité scientifique, relation science-société

PROGRAMME DE TERMINALE S La partie « Lois et modèles » du programme, dédiée à la modélisation conceptuelle, peut être traitée selon le choix des thèmes dans l’ordre qui sied au professeur. Agir : défis du XXIème siècle: la science a acquis « droit de cité » lorsqu’elle a donné aux faits techniques établis de façon empirique une base conceptuelle Universelle permettant de les comprendre, d’en formaliser la théorie pour la réinvestir de façon efficiente. Les défis posés à l’Homme retenus pour la terminale S : Economiser les ressources et respecter l’environnement, synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux, transmettre et stocker l’information, qui prolongent et étendent ceux de la première S. :

ET UN « CHAPEAU » Commun à tous les programmes de terminales scientifiques et techniques (STI 2 D et STL) A aborder tout le long de l’année 1 - Erreurs et notions associées 2 - Incertitudes et notions associées 3 - Expression et acceptabilité du résultat

SPÉCIALITÉ Objectifs pour l’élève : - Affirmer sa maîtrise de la démarche scientifique - exprimer ses goûts et tester ses compétences Moyens : la situation problème ou résolution de problème Approche d’un contexte de recherche (analyse d’informations scientifiques avec 3 thèmes : l’eau ; son et musique; matériaux)

LES ACTIVITÉS ET L’ÉVALUATION Contextualisation (exploitation d’informations, résolution de problème (spé)) Méthodologie scientifique Mobilisation de connaissances exigibles et des compétences attendues pour résoudre le problème Toutes les connaissances nécessaires et non exigibles sont fournies

PROGRAMME DE TERMINALE S: ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ La pratique expérimentale doit être soutenue et diversifiée et favoriser l’initiative des élèves. Pour chaque thème, elle doit prendre en compte leurs centres d’intérêt. L’analyse et la synthèse de documents scientifiques prolongent les compétences « extraire et exploiter » mises en œuvre dans l’enseignement spécifique. Elles conduisent l’élève à présenter de façon objective et critique, structurée et claire, les éléments qu’il aura extraits et exploités des documents scientifiques mis à sa disposition. Lors de la démarche de résolution de problèmes scientifiques, l’élève analyse le problème posé pour en comprendre le sens, construit des étapes de résolution et les met en œuvre.

PROGRAMME DE TERMINALE S: ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ Il porte un regard critique sur le résultat, notamment par l’évaluation d’un ordre de grandeur ou par des considérations sur l’homogénéité. Il ne s’agit donc pas pour lui de suivre les étapes de résolution qui seraient imposées par la rédaction d’un exercice, mais d’imaginer lui-même une ou plusieurs pistes pour répondre à la question scientifique posée. C’est sur la façon d’appréhender une question scientifique, sur le choix raisonné de la méthode de résolution et sur les moyens de vérification qu’est centrée la formation de l’élève lors de la démarche de résolution de problème.

LA DÉMARCHE SCIENTIFIQUE Confronter ses représentations à la réalité Adopter une stratégie de résolution d’un problème au moyen d’expériences ou de recherche d’informations Questionner les résultats de la démarche Reconnaître le champ de validité d’un modèle…

La démarche scientifique (expérimentale) Appropriation de la problématique Co mm Manipulation réfléchie un ica tio n é cri te et Exploitation et analyse critique /ou or ale Synthèse des travaux

FORMATION DE L’ÉLÈVE Acquisition et mobilisation de connaissances Acquisition et maîtrise de compétences Ce qui implique qu’il faut mettre très tôt les élèves en situation de construire les compétences attendues

LA SITUATION PROBLÈME (SPÉ) • « les situations rencontrées par l’élève en cours de formation ainsi qu’au baccalauréat se limiteront aux domaines d’étude des trois thèmes de l’enseignement de spécialité… » • Les connaissances nouvelles associées aux thèmes ne sont pas exigibles dans le cadre du baccalauréat

QU’EST-CE QU’UNE SITUATION PROBLÈME ? • Activité au cours de laquelle l’élève construit et met en œuvre un raisonnement argumenté (qui peut recourir à l’expérience) pour répondre à une problématique scientifique. les étapes de la résolution ne sont pas données la formulation du problème rend impossible une résolution « mécanique » par l’application directe d’une formule par exemple plusieurs chemins de résolution sont possibles plusieurs niveaux de complexité sont envisageables : ce n’est jamais terminé ! les données utiles ne sont pas apportées de manière séquentielle et locale …

LES AVANTAGES Un modèle d’apprentissage pertinent Pensée plus créative et plus rigoureuse Se rapproche plus de l’activité de la recherche scientifique L’attitude de l’élève n’est plus « reconnaître ou abandonner » Plus ouvert, plus motivant

CONSTRUCTION D’UNE SP Contextualiser par un texte, une photo, … Poser une question courte Combien de ballons pour soulever un homme ? »

AUTRES EXEMPLES (DÈS LA SECONDE) Il paraît que l’air sous la Tour Eiffel est plus lourd que la tour Eiffel elle-même ! Est-ce vrai ? Un morceau de sucre devant moi…puis-je retrouver l’ordre de grandeur d’une molécule de sucre ? . . .

PROGRAMME DE TERMINALE S: ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ Il porte un regard critique sur le résultat, notamment par l’évaluation d’un ordre de grandeur ou par des considérations sur l’homogénéité. Il ne s’agit donc pas pour lui de suivre les étapes de résolution qui seraient imposées par la rédaction d’un exercice, mais d’imaginer lui-même une ou plusieurs pistes pour répondre à la question scientifique posée. C’est sur la façon d’appréhender une question scientifique, sur le choix raisonné de la méthode de résolution et sur les moyens de vérification qu’est centrée la formation de l’élève lors de la démarche de résolution de problème.

Evaluation des compétences expérimentales LES ECE

DÉFINITIONS DES OBJECTIFS DE L’ÉPREUVE Extrait du BO n° 7 du 6 octobre 2011 « Cette épreuve pratique a pour objectif d'évaluer des compétences expérimentales dans le cadre de l'environnement du laboratoire. Selon les situations, le candidat peut être conduit à s'approprier et analyser une problématique, à justifier ou à proposer un protocole expérimental, à le réaliser, à porter un jugement critique sur la pertinence des hypothèses et des résultats en vue de les valider. Le candidat peut aussi être amené à faire preuve d'initiative et à communiquer en utilisant des langages et des outils pertinents.

QUELQUES POINTS POUR SOULIGNER L’ESPRIT DE CETTE NOUVELLE ÉPREUVE • • L’épreuve est conçue dans l’esprit d’une tâche complexe. Le sujet est contextualisé, c’est-à-dire fondé sur une situation concrète ou sur une problématique. Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve. Lors des appels, l’examinateur peut conforter le candidat dans ses choix ou lui apporter une aide adaptée de manière à valider le plus grand nombre de compétences mobilisées par le sujet…

5 COMPÉTENCES S’approprier (APP) Analyser (ANA) Réaliser (REA) : toujours évaluée Valider (VAL) Communiquer (COM) Deux ou trois compétences évaluées par sujet, ex : REA-ANA-VAL-COM ou REA-APP-ANA ou…… Pour chacune d’elles, 4 niveaux de maîtrise : A, B, C et D Avec des critères précis

CONCEPTION DU SUJET Les concepteurs veillent à organiser l’évaluation de deux à trois compétences par sujet dont la compétence « réaliser » est toujours évaluée. L’énoncé du sujet comporte quelques ressources… les documents proposés ne doivent pas être trop longs à lire et à exploiter. Il est possible de ne pas demander à l’élève de réaliser l’intégralité d’une expérience. Il ne s’agit pas de valider uniquement des capacités techniques.

LES DEUX SUJETS ZÉRO Critères de choix physique versus chimie enseignement de spécialité versus enseignement scientifique Compétences nouvelles : question ouverte proposition de protocole (flûte, coumarine) communication orale (flûte) une étape de toute la démarche (coumarine) 54

Critères d'évaluation et fiche « Repères pour l’évaluation » • L'ÉVALUATEUR DOIT APPRÉCIER L’ACQUISITION PAR LE CANDIDAT DE CHACUNE DES COMPÉTENCES PRÉSENTES DANS LE SUJET PAR UN NIVEAU ALLANT DE A À D. • Il doit trouver dans la fiche 4 , pour chaque compétence, une description détaillée des critères choisis pour valider chaque niveau. • Des exemples précis de solutions partielles et de solution totale doivent être donnés pour permettre à l’évaluateur d’interagir avec l’élève selon une procédure bien balisée. 55

PONDÉRATION DES COMPÉTENCES CHOISIES La part, dans la note finale sur 20, de chacune des compétences à évaluer dépend de chaque sujet. Chaque compétence évaluée dans le sujet est pondérée par un coefficient fonction du temps conseillé : 1 pour 10 min, la somme des coefficients est alors égale à 6. Une feuille excel accompagne le sujet et traite le calcul de la note d’après l’indication des niveaux. 56