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  • Bulletin officiel spcial n 2 du 19 fvrier 2009

    Mathmatiques Sciences physiques et chimiques

    Prambule commun

    L'enseignement des mathmatiques et des sciences physiques et chimiques concourt la formation intellectuelle, professionnelle et citoyenne des lves1. Les programmes de mathmatiques et de sciences physiques et chimiques des classes de seconde, de premire et de terminale professionnelle sont dclins en connaissances, capacits et attitudes dans la continuit du socle commun de connaissances et de comptences.

    Les objectifs gnraux

    La formation a pour objectifs : de former les lves lactivit mathmatique et

    scientifique par la mise en uvre des dmarches dinvestigation et dexprimentation inities au collge ;

    de donner une vision cohrente des connaissances scientifiques et de leurs applications ;

    de fournir des outils mathmatiques et scientifiques pour les disciplines gnrales et professionnelles ;

    dentraner la lecture de linformation, sa critique, son traitement en privilgiant lutilisation de loutil informatique ;

    de dvelopper les capacits de communication crite et orale.

    Ces programmes doivent prparer la poursuite dtudes et la formation tout au long de la vie. Ils permettent, le cas chant, dachever la validation du socle commun de connaissances et de comptences.

    Les attitudes dveloppes chez les lves

    L'enseignement des mathmatiques et des sciences physiques et chimiques doit contribuer dvelopper chez llve des attitudes transversales :

    le sens de lobservation ; la curiosit, limagination raisonne, la crativit,

    louverture desprit ; louverture la communication, au dialogue et au

    dbat argument ; le got de chercher et de raisonner ; la rigueur et la prcision ; lesprit critique vis--vis de linformation disponible ; le respect de soi et dautrui ;

    1 Dans ce texte, on dsigne par "lve" tout apprenant en formation initiale sous statut scolaire ou en apprentissage, et en formation continue.

    lintrt pour les progrs scientifiques et techniques, pour la vie publique et les grands enjeux de la socit ;

    le respect des rgles lmentaires de scurit.

    La dmarche pdagogique

    La classe de mathmatiques et de sciences physiques et chimiques est avant tout un lieu danalyse, de recherche, de dcouverte, dexploitation et de synthse des rsultats. La dmarche pdagogique doit donc :

    1.Prendre en compte la bivalence Lenseignement des mathmatiques et des sciences physiques et chimiques ne se rsume pas une juxtaposition des deux disciplines. Il est souhaitable qu'un mme enseignant les prenne en charge toutes les deux pour garantir la cohrence de la formation mathmatique et scientifique des lves.Les sciences physiques et chimiques fournissent de nombreux exemples o les mathmatiques interviennent pour modliser la situation. De mme, une notion mathmatique a de nombreux domaines d'application en sciences physiques et chimiques. Certaines notions en mathmatiques peuvent tre introduites dans le cadre des thmes du programme de sciences physiques et chimiques.

    2.Privilgier une dmarche dinvestigationCette dmarche, initie au collge, sappuie sur un questionnement des lves relatif au monde rel.Elle permet la construction de connaissances et de capacits partir de situations problmes motivantes et proches de la ralit pour conduire llve :

    dfinir lobjet de son tude ; rechercher, extraire et organiser linformation utile (crite,

    orale, observable) ; inventorier les paramtres et formuler des hypothses ou

    des conjectures ; proposer et raliser un protocole exprimental permettant

    de valider ces hypothses ou de les infirmer (manipulations, mesures, calculs) ;

    choisir un mode de saisie et dexploitation des donnes recueillies lors dune exprimentation ;

    laborer et utiliser un modle thorique ; noncer une proprit et en estimer les limites.

    3. Sappuyer sur lexprimentationLe travail exprimental en mathmatiques sappuie sur des calculs numriques, sur des reprsentations ou des figures. Il permet dmettre des conjectures en utilisant les TIC.

    Ministre de l'ducation nationale 1/68

  • Bulletin officiel spcial n 2 du 19 fvrier 2009

    Le travail exprimental en sciences physiques et chimiques permet en particulier aux lves :

    dexcuter un protocole exprimental en respectant et/ou en dfinissant les rgles lmentaires de scurit ;

    de raliser un montage partir dun schma ou dun document technique ;

    d'utiliser des appareils de mesure et dacquisition de donnes ;

    de rendre compte des observations dun phnomne, de mesures ;

    dexploiter et dinterprter les informations obtenues partir de lobservation dune exprience ralise ou dun document technique.

    4. Identifier les acquisitions vises : connaissances, automatismes et capacits rsoudre des problmes.Lactivit mathmatique est fonde sur la rsolution de problmes. Celle-ci engage la mobilisation de connaissances et dautomatismes en calcul comme dans les autres domaines mathmatiques.En sciences physiques et chimiques, la rsolution de situations-problmes ncessite la mobilisation rgulire de comptences exprimentales de base (connaissance du matriel, des dispositifs, des techniques ; capacit les mettre en uvre ; attitudes adaptes). Lacquisition de ces comptences de base fait lobjet dun travail de mmorisation dans la dure. Lacquisition dautomatismes ncessite un entretien rgulier, progressif, et qui sollicite la rflexion des lves. Conjointement ces exercices dentranement et de mmorisation, le professeur propose frquemment ses lves des problmes issus de la vie courante, du domaine professionnel, en relation avec les thmes de sciences physiques et chimiques ou les thmatiques de mathmatiques.Ces problmes donnent loccasion de rinvestir et de consolider les connaissances et les savoir-faire, ainsi que de dvelopper lautonomie et laptitude modliser. La rsolution de problmes ncessite la mise en uvre des quatre comptences suivantes qui doivent tre values :

    rechercher, extraire et organiser linformation ; choisir et excuter une mthode de rsolution ; raisonner, argumenter, pratiquer une dmarche

    exprimentale, valider un rsultat ; communiquer laide du langage scientifique et doutils

    technologiques.

    5. Prendre appui sur des situations lies aux champs professionnelsLes comptences scientifiques doivent tre construites, le plus souvent possible, partir de problmes issus du domaine professionnel ou de la vie courante.En retour, il sagit de rinvestir ces comptences comme outils pour la rsolution de problmes rencontrs dans dautres contextes.

    6. Proposer des activits de synthseDes activits de synthse et de structuration des connaissances et des capacits vises, en mathmatiques comme en sciences physiques et chimiques, concluent la sance dinvestigation, dexprimentation ou de rsolution de problmes.

    7. Construire une progression adapte Larchitecture des programmes de seconde, de premire et de terminale professionnelles ninduit pas une chronologie

    denseignement mais une simple mise en ordre des concepts par anne.Une progression "en spirale" permet llve de revenir plusieurs fois sur la mme notion au cours de la formation, lui laissant ainsi le temps de la maturation, de lassimilation et de lappropriation.La matrise du raisonnement et du langage scientifique doit tre acquise progressivement, en excluant toute exigence prmature de formalisation. Le vocabulaire et les notations ne sont pas imposs a priori ; ils sintroduisent en cours dtude selon un critre dutilit en privilgiant avant tout la comprhension des situations tudies. Le professeur a toute libert dans lorganisation de son enseignement. Il doit cependant veiller atteindre les objectifs viss par le programme et par la certification.

    8. Intgrer les TIC dans les apprentissagesLoutil informatique (ordinateur et calculatrice) doit tre utilis pour dvelopper des comptences en mathmatiques et en sciences physiques et chimiques. Lobjectif nest pas de dvelopper des comptences dutilisation de logiciels, mais dutiliser ces outils afin de favoriser la rflexion des lves, l'exprimentation et lmission de conjectures. Lutilisation dun tableur, dun grapheur, dun logiciel de gomtrie dynamique ou dune calculatrice graphique facilite lapprentissage des concepts et la rsolution des problmes.Lutilisation de lexprimentation assiste par ordinateur est privilgie ds que celle-ci facilite la manipulation envisage et son exploitation (tude de phnomnes transitoires, mise en vidence des facteurs influents sur le phnomne observ, exploitation dune srie de mesures conduisant une modlisation, etc.).Dans ce contexte, lenseignement des mathmatiques et des sciences physiques et chimiques participe la matrise des technologies usuelles de linformation et de la communication. Il contribue ainsi la validation du B2i.

    9. Mettre llve au travail, individuellement ou en groupe Les travaux de rsolution dexercices et de problmes, en classe ou au cours dune recherche personnelle en dehors du temps denseignement, ont des fonctions diversifies :

    la rsolution dexercices dentranement, associe ltude du cours, permet aux lves de consolider leurs connaissances de base, dacqurir des automatismes et de les mettre en uvre sur des exemples simples ;

    ltude de situations plus complexes, sous forme de prparation dactivits en classe ou de problmes rsoudre ou rdiger, alimente le travail de recherche individuel ou en quipe ;

    les travaux individuels de rdaction doivent tre frquents et de longueur raisonnable ; ils visent essentiellement dvelo