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Évolution de l'enseignement de la physique et de la chimie

1. Modélisation en physique-chimie

  • L’utilisation d’un logiciel de géométrie dynamique, un atout pour l’enseignement de la physique-chimie Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 8 Mo)

    Document élaboré par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), octobre 2016.

    Ce document montre l’intérêt que l’enseignant de physique-chimie peut retirer de l’utilisation de logiciels de géométrie dynamique. Il présente un aperçu des possibilités offertes par ces outils numériques et donne des pistes d’autoformation pour les enseignants. Il recense aussi des exemples d’utilisation scénarisés. Chacun de ces exemples, adapté à l’enseignement de la physique-chimie, propose la réalisation d’une construction graphique illustrant le phénomène étudié, puis son utilisation comme animation. Pour plus de clarté, ce document est illustré par des capsules vidéo. Les exemples d’animation ont été conçus pour être programmables par les élèves et ainsi leur permettre de s’approprier le modèle physique utilisé. Le professeur peut aussi les utiliser directement pour illustrer son cours.

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  • Expérimentation et modélisation, la place du langage mathématique en physique-chimie Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 7,8 Mo)

    Document élaboré par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), octobre 2016.

    L'activité de modélisation est au cœur de la démarche scientifique ; sur le plan conceptuel, elle permet entre autres de construire des modèles en établissant des relations entre des grandeurs physiques ou chimiques. Cette activité est aussi présente lors de la conception et l’analyse d’expériences qui ont toujours pour objectif de tester un modèle qu’il corresponde à une représentation initiale d’un élève ou qu’il soit le résultat d’un raisonnement.
    Ce document a pour objectif de rendre compte d’un travail portant sur des obstacles rencontrés par les élèves lors de la construction ou l’exploitation de modèles en physique-chimie, en particulier lors de l’utilisation de relations littérales et du formalisme mathématique. Il fournit un ensemble de ressources pédagogiques, allant du cycle 3 à la classe de terminale. Toutes les activités proposées ont été testées en classe et certaines d’entre elles comportent des analyses d’extraits de copies d’élèves.

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  • Rapprochements didactiques entre trois disciplines scientifiques dans la continuité (bac-3 ; bac+3) Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 550 ko)

    Ce document, élaboré par les groupes mathématiques, physique-chimie et STI de l’inspection générale, s’adresse à l’ensemble des enseignants de mathématiques, physique-chimie et sciences de l’ingénieur intervenant dans le segment de formation (bac-3 , bac+3) ; certaines notions auxquelles il fait référence sont abordées dès le lycée tandis que d’autres sont spécifiques des programmes de classes préparatoires. Le document vise à faire connaître des différences de présentation et d’interprétation de certaines notions liées essentiellement aux mathématiques selon les disciplines.

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2. Activités documentaires

  • Les activités documentaires en physique-chimie au collège, au lycée et en CPGE Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 6 Mo)

    Document élaboré par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), juillet 2015.

    Dans ce document relatif aux activités documentaires un ensemble de ressources est mis à disposition des enseignants et formateurs ; elles correspondent à des niveaux d’enseignement allant du collège aux classes préparatoires aux grandes écoles. Ces activités ont pratiquement toutes été testées avec des élèves selon des modalités diverses (dans le cadre de la formation, en évaluation ou en accompagnement personnalisé). Plusieurs variantes d’une même activité documentaire sont proposées, avec parfois des documents différents, mais surtout avec un questionnement adapté aux objectifs visés. Les compétences mobilisées par ces activités sont décrites avec une attention particulière portée à  la compétence « s’approprier » qui est essentielle à la réussite par les élèves d’une activité documentaire. Des fiches d’aides sont présentes et la problématique de l’évaluation est abordée à travers des exemples de productions d’élèves qui sont évaluées par compétences.

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3. Résolutions de problèmes

  • Résolution de problème en CPGE Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 4,9 Mo)

    Document élaboré par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), août 2015 (version 2).

    Ce document présente l'activité de résolution de problèmes dans le cadre des enseignements de physique - chimie en classes préparatoires aux grandes écoles. Il fait suite à celui publié en juillet 2014 et intitulé « Résoudre un problème dès la seconde » dont certaines ressources peuvent être exploitées en début de formation en classe de première année de CPGE.
    Après un texte de présentation explicitant les contours d'une résolution de problème et les questions liées à la formation et à l'évaluation des étudiants, plus de trente exemples de résolutions de problèmes sont proposés.

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  • Résolution de problème en seconde Nouvelle fenêtre

    (ZIP, environ 5,7 Mo)

    Document élaboré par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), juillet 2014.

    La résolution de problèmes a été explicitement introduite dans le nouveau programme de spécialité de la classe de terminale S entré en application à la rentrée scolaire 2012.
    L’aptitude à résoudre un problème fait partie des grandes compétences du XXIe siècle, compétences qui devront être construites dans les écoles de demain. La formation à la résolution de problèmes doit s’inscrire dans un continuum qui va du collège, où les élèves se voient proposer des « tâches complexes » et des démarches d’investigation, à l’enseignement post-baccalauréat, avec l’introduction de la résolution de problèmes en classes préparatoires aux grandes écoles et dans certaines universités.
    Pour faciliter cette transition, le document proposé en téléchargement prend résolument le parti d’inciter les professeurs à débuter la formation des élèves à la résolution de problèmes dès la classe de seconde. Ainsi, certains des exemples proposés sont destinés à des élèves de seconde ; d'autres sont à l’intention des élèves de première ou de terminale. Les suggestions formulées n’ont naturellement aucun caractère normatif ou prescriptif, les questions des compétences mobilisées et de l’évaluation formative ou sommative seront également traitées car elles sont indissociables d’un apprentissage efficace et structuré.
    Remarquons enfin que cette contribution sera complétée ultérieurement par un document traitant des « approches documentaires » (analyses et/ou synthèses de documents scientifiques).

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4. Repères pour la formation

  • Filière STL-SPCL, modules « Image » et « Ondes » Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 150 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Ce document propose des repères pour la formation concernant les modules « Image » et « Ondes » du programme de l’enseignement de la filière STL-SPCL, élaborés à l'issue de quelques années de mise en pratique. Ces repères ne se substituent pas aux programmes en vigueur (Bulletin officiel spécial n° 3 du 17 mars 2011 et Bulletin officiel spécial n° 8 du 13 octobre 2011).

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  • Filière STL-SPCL, module systèmes et procédés Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 280 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Ce document propose des repères pour la formation du module systèmes et procédés de la filière STL-SPCL. Ces repères ne sont donc ni un document prescriptif, ni un substitut aux programmes en vigueur.

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  • Filière STL-SPCL, module chimie et développement durable Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 200 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Ce document propose des repères pour la formation du programme de chimie du module « chimie et développement durable » du programme de l’enseignement de la spécialité SPCL, élaborés à l'issue de quelques années de mise en pratique. Il vise trois objectifs :
    - clarifier certaines capacités ;
    - borner le programme aux fondamentaux exigibles et susceptibles d'être évalués au baccalauréat lors de la sous-épreuve de la spécialité SPCL ;
    - proposer des liens avec les programmes de CBSV et de physique-chimie de STI2D-STL.
    Ces repères ne se substituent pas aux programmes en vigueur.

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  • Filière STL-SPCL, enseignement de chimie-biochimie-sciences du vivant, partie chimie Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 250 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Ce document propose des repères pour la formation relatifs à la partie chimie du programme de chimie-biochimie-sciences du vivant, élaborés à l'issue de quelques années de mise en pratique.
    Il vise deux objectifs :
    - clarifier certaines capacités ;
    - proposer ponctuellement un exemple de démarche pédagogique possible sans empiéter sur la liberté pédagogique de l'enseignant.
    Ces deux objectifs se déclinent dans une première partie introductive qui vient en appui du préambule du programme et dans une troisième colonne adossée aux deux colonnes du programme, qui vient éclairer certains points à aborder en première et en terminale.
    Ces repères ne sont donc ni un document prescriptif, ni un substitut aux programmes en vigueur.

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  • Filière STI2D-STL, physique-chimie Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 200 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Ce document propose des repères pour la formation du programme de physique chimie commun aux séries STI2D et STL. Il a été élaboré à l'issue de quelques années de mise en pratique de ces derniers. Il vise à :
    - clarifier des capacités exigibles dont l'écriture pourrait prêter à des confusions ou des doutes ;
    - borner le programme aux fondamentaux exigibles et susceptibles d'être évalués au baccalauréat lors de l’épreuve de physique-chimie pour les deux séries STI2D  et STL ;
    - préciser certains contenus à l'interface entre la science et la technologie ;
    - proposer ponctuellement un exemple de démarche pédagogique possible sans empiéter sur la liberté de l'enseignant.

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  • Cycle terminal scientifique, physique-chimie Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 610 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    Le présent document propose des repères de formation visant, d’une part, à positionner en termes d’acquis le cycle terminal par rapport à la classe de seconde, et, d’autre part, à préciser les objectifs à atteindre pour permettre aux élèves de poursuivre un parcours scientifique au-delà du baccalauréat. Ce texte ne se substitue donc pas aux programmes officiels des classes de première S et terminale S, dont la lecture attentive est indispensable, en particulier en ce qui concerne les préambules qui éclairent pleinement les notions, les contenus et les objectifs de la formation. La liberté pédagogique est au cœur de sa mise en œuvre par le professeur : ce document n’a donc dans ce domaine aucune visée prescriptive.
    Le texte, structuré à partir des programmes, introduit une troisième colonne intitulée, d’une part,
    « repères associés pour la classe de terminale » (pour le programme de première S) et, d’autre part,
    « repères associés pour l’enseignement supérieur » (pour le programme de terminale S) et propose une courte introduction sur certains thèmes. Selon les cas, la troisième colonne explicite des acquis des classes antérieures, positionne certaines notions dans une logique de progression ou précise les points forts des notions abordées et/ou des objectifs visés. Les courtes introductions suggèrent des pistes de réflexion sur les thèmes du programme, contextualisent les notions abordées et formulent parfois des propositions pour mettre en cohérence les différentes notions.

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  • Bacheliers scientifiques des voies générale et technologique à compter de la session 2013 - Formation en physique-chimie au collège et au lycée Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 258 ko)

    Document conçu par l'inspection générale, groupe physique-chimie.

    L’objectif de ce document est de présenter de manière synthétique les thématiques et les contenus abordés en physique-chimie, du collège au lycée dans les différentes filières scientifiques, générales et technologiques, ainsi que les compétences scientifiques et générales visées par les programmes et évaluées au baccalauréat. La lecture des textes officiels des programmes publiés au BOEN et de documents ressources accessibles en ligne, dont une sitographie est proposée en fin de document, permettra de compléter et d’illustrer les informations fournies.

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5. Activités expérimentales : enjeux de formation

  • Activités expérimentales en physique chimie : enjeux de formation Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 1,8 Mo)

    Rapport de l'inspection générale - Groupe des sciences physiques et chimiques, fondamentales et appliquées (octobre 2011).
    L’objectif de ce rapport est de proposer des outils et des ressources pour faire évoluer les pratiques des enseignants afin de mieux répondre aux nouvelles exigences institutionnelles en matière d’activités expérimentales, d’améliorer l’efficacité de l’enseignement scientifique en termes d’acquis et de compétences des élèves, en accroissant notamment leur autonomie tout en développant leur goût pour les sciences à travers des activités innovantes. La très grande richesse de la terminologie associée à ces nouvelles pratiques conduit à fournir des glossaires qui explicitent le vocabulaire utilisé pour décrire les différentes activités, participent à développer une culture commune chez les professeurs et favorisent le dialogue entre eux.

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6. Conception et analyse d'évaluations en physique-chimie

  • Analyse des évaluations Nouvelle fenêtre

    (ZIP, environ 800 ko)

    Fichier conçu par le groupe de recherche et d’innovation en sciences physiques (GRIESP), juin 2015.

    Ce fichier est constitué d’un document PDF (Analyse_des_evaluations.pdf) et d’un document excel (Evaluation2.xls).
    Ces documents visent à faciliter le travail d’analyse d’une activité d’évaluation en permettant au professeur de disposer d’informations globales sur celle-ci : niveau de difficulté, typologie du questionnement, complexité et compétences mobilisées. Une utilisation comme outil d’évaluation individuelle d’une activité d’élève est également possible.
    – Le premier fichier « Analyse_des_avaluations.pdf » est un outil exemplifié sur le sujet du baccalauréat de juin 2014 de la série S.
    – Le second fichier « Evaluation2.xls » permet au professeur de produire lui-même ses analyses.
    Une application en ligne est également proposée.

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  • Recommandations pour la conception de l’épreuve écrite de physique-chimie du baccalauréat S Nouvelle fenêtre

    (PDF, environ 140 ko)

    Ce document, produit par l'inspection générale de l'Éducation nationale (groupe physique-chimie), détaille la manière dont est conçue l'épreuve écrite de physique-chimie du baccalauréat S. Les notions de tâches simples et de tâches complexes y sont explicitées ainsi qu'une graduation de ces tâches à l'aide de 4 niveaux. Il contient notamment une grille d'analyse d'un exercice des annales zéros dans l'optique d'une évaluation par compétences.

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