Bonjour,
Pour ce troisième article concernant le programme de Seconde, après avoir traité les programmes de Mathématiques et de Français, (voir les liens ci-dessous), nous allons parler aujourd'hui du programme de Sciences de la Vie et de la Terre (SVT) et de Physique-Chimie en Seconde.
Bonne lecture !
Sciences de la Vie et de la Terre (SVT)
L’enseignement des sciences de la vie et de la Terre (SVT) au lycée vise à dispenser une formation scientifique solide. Dans le prolongement du collège, il poursuit la formation civique des élèves. Discipline en prise avec l’évolution des connaissances et des technologies, les SVT permettent à la fois la compréhension d’objets et de méthodes scientifiques et l’éducation en matière d’environnement, de santé, de sécurité, contribuant ainsi à la formation des futurs citoyens. Dans ses programmes, la discipline porte trois objectifs majeurs :
renforcer la maîtrise de connaissances validées scientifiquement et de modes de raisonnement propres aux sciences et, plus généralement, assurer l’acquisition d’une culture scientifique assise sur les concepts fondamentaux de la biologie et de la géologie ;
participer à la formation de l’esprit critique et à l’éducation civique en appréhendant le monde actuel et son évolution dans une perspective scientifique ;
préparer les élèves qui choisiront une formation scientifique à une poursuite d’études dans l’enseignement supérieur et, au-delà, aux métiers auxquels elle conduit.
Pour atteindre ces objectifs, le programme de SVT en classe de seconde est organisé en trois grandes thématiques (chacune déclinée en plusieurs thèmes) :
La Terre, la vie et l’évolution du vivant : La science construit, à partir de méthodes de recherche et d’analyse rigoureuses fondées sur l’observation de la Terre et du monde vivant, une explication cohérente de leur état, de leur fonctionnement et de leur histoire.
Enjeux contemporains de la planète : Les élèves appréhendent les grands enjeux auxquels l’humanité sera confrontée au XXIe siècle, ceux de l’environnement, du développement durable, de la gestion des ressources et des risques, etc. Pour cela, ils s’appuient sur les démarches scientifiques de la biologie et des géosciences.
Le corps humain et la santé : Les thèmes retenus permettent aux élèves de mieux appréhender le fonctionnement de leur organisme et de saisir comment la santé se définit aujourd’hui dans une approche globale intégrant l’individu dans son environnement et prenant en compte les enjeux de santé publique.
Dans ces trois thématiques, l’exercice de l’esprit critique est particulièrement nécessaire face à la quantité croissante de mises en question des apports des sciences.
Ces trois thématiques permettent également aux élèves de découvrir les métiers liés aux sciences fondamentales (recherche, enseignement), les métiers actuels ou émergents dans les sciences de l’environnement et du développement durable, en géosciences, en gestion des ressources et des risques, ainsi que les métiers liés aux domaines de la santé et du sport.
| Thèmes | Capacités travaillées |
|---|---|
| La Terre, la vie et l'organisation du vivant - L'organisation fonctionnelle du vivant : l'organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées, le métabolisme des cellules. - Biodiversité, résultat et étape de l'évolution : les échelles de la biodiversité, la biodiversité change au cours du temps, l'évolution de la biodiversité au cours du temps s'explique par des forces évolutives s'exerçant au niveau des populations, communication intra-spécifique et sélection sexuelle |
- Réaliser et /ou observer des préparations microscopiques montrant des cellules animales ou végétales. - Observer et analyser des images de microscopie électronique. - Distinguer les différentes échelles du vivant (molécules, cellules, tissus, organes, organisme) en donnant l’ordre de grandeur de leur taille. - Expérimenter des réactions du métabolisme pour les caractériser. - Mettre en œuvre des expériences pour identifier les substrats et produits du métabolisme. - Schématiser des flux de matière et d’énergie au sein d’un organisme, entre les organismes et avec le milieu. - Au cours de sorties de terrain, identifier, quantifier et comparer la biodiversité interindividuelle, spécifique et écosystémique. - Mettre en œuvre des protocoles d’échantillonnage statistique permettant des descriptions rigoureuses concernant la biodiversité. - Suivre une campagne d’études de la biodiversité (expéditions, sciences participatives, etc.) et/ou y participer. - Caractériser la variabilité phénotypique chez une espèce commune animale ou végétale et envisager les causes de cette variabilité. - Utiliser un logiciel de comparaison de séquence d’ADN pour identifier et quantifier la variabilité allélique au sein d’une espèce ou entre deux espèces apparentées. - Au cours de sorties de terrain, identifier, quantifier et comparer la biodiversité interindividuelle, spécifique et écosystémique. - Mettre en œuvre des protocoles d’échantillonnage statistique permettant des descriptions rigoureuses concernant la biodiversité. - Suivre une campagne d’études de la biodiversité (expéditions, sciences participatives, etc.) et/ou y participer. - Caractériser la variabilité phénotypique chez une espèce commune animale ou végétale et envisager les causes de cette variabilité. - Utiliser un logiciel de comparaison de séquence d’ADN pour identifier et quantifier la variabilité allélique au sein d’une espèce ou entre deux espèces apparentées. - Extraire et mettre en relation des informations montrant des exemples actuels de diversifications génétiques ou de spéciations (populations de moustiques résistantes aux insecticides ; spéciation de pinsons des Galapagos, etc.). - Étudier l’évolution de la biodiversité durant la crise Crétacé-Paléocène notamment avec le groupe des archosauriens et/ou les foraminifères marins (micro-organismes). - Envisager les effets des pratiques humaines contemporaines sur la biodiversité (6e crise biologique) comme un exemple d’interactions entre espèces dirigeant l’évolution de la biodiversité. - Mobiliser les acquis du collège sur l’arbre du vivant en positionnant par exemple des organismes actuels ou fossiles rencontrés lors d’activités ou sorties (muséums d’histoire naturelle, etc.). - Utiliser un logiciel de modélisation et/ou extraire et mettre en relation des informations pour illustrer la sélection naturelle et la dérive génétique sur des temps courts. - Réfléchir sur les conséquences de l’apparition aléatoire de mutants sur la dynamique d’une population. - Situer dans le temps quelques grandes découvertes scientifiques sur l’évolution. - Expliciter la démarche sur laquelle repose une théorie scientifique à partir du travail mené sur l’évolution dans ce thème. - Mettre en œuvre une stratégie d’étude d’un exemple de communication animale intraspécifique (si possible en conditions réelles). - Analyser des expériences montrant comment certains modes de communication ont été sélectionnés, que ce soit pour la survie ou la reproduction. - Analyser avec un regard critique l’avantage de certains caractères sexuels extravagants du point de vue de la sélection naturelle : développement d’attributs liés à la reproduction chez le mâle (queue du paon, cornes des bovidés ou des scarabées, etc.). |
| Les enjeux contemporains de la planète - Géosciences et dynamique des paysages : l'érosion, processus et conséquences, sédimentation et milieux de sédimentation, érosion et activité humaine - Agrosystèmes et développement durable : structure et fonctionnement des agrosystèmes, caractéristiques des sols et production de biomasse, vers une gestion durable des agrosystèmes |
- Décrire la composante géologique d’un paysage local avec ses reliefs, ses pentes et ruptures de pente, et proposer des hypothèses sur leurs origines. Relier reliefs et circulation de l’eau. - Extraire des données, issues de l’observation d’un paysage local, de manière directe (observations, relevés, etc.) et/ou indirecte (imagerie satellitaire). - Relier la nature de la roche à sa résistance à l’altération. - Relier l’intensité de l’altération avec l’importance du relief et les conditions climatiques. - Étudier et modéliser les mécanismes de l’érosion des paysages (altération physicochimique, transport). - Étudier et identifier la fraction solide et les éléments solubles transportés par les cours d’eau. - Relier la puissance d’un cours d’eau à sa capacité de transport des éléments solides. - Identifier par des tests chimiques des éléments solubles issus de l’altération. - Relier l’intensité de l’érosion avec la dynamique du vivant et des sols. - Étudier, notamment en microscopie, quelques roches sédimentaires détritiques pour en déduire la nature des particules sédimentaires, leur morphologie et la nature du liant. - Reconstituer un paléo-environnement de sédimentation à partir de l’étude d’une roche sédimentaire, en appliquant le principe d’actualisme. - Identifier les produits d’érosion/sédimentation utilisés par l’humanité pour répondre à ses besoins dans les matériaux du quotidien. - Identifier des zones d’érosion (déserts, littoraux, sols, éboulements) et les risques associés, comme les moyens de prévention mis en œuvre. - Utiliser des bases de données ou des images pour quantifier l’importance des mécanismes d’érosion actuelle et éventuellement la part liée aux activités humaines. - Recenser, extraire et organiser des informations issues du terrain (visite d’une exploitation agricole, par exemple), pour caractériser l’organisation d’un agrosystème : éléments constitutifs (nature des cultures ou des élevages), interactions entre les éléments (interventions humaines, flux de matière (dont l’eau) et d’énergie dans l’agrosystème), entrées et sorties du système (lumière, récolte, etc.). - Comprendre que l’organisation d’un agrosystème dépend des choix de l’exploitant et des contraintes du milieu, et que ces choix tendent à définir un terroir. - Comprendre comment les intrants ont permis de gérer quantitativement les besoins nutritifs de la population, tout en entraînant des conséquences qualitatives sur l’environnement et la santé. - Réaliser des mesures et/ou utiliser des bases de données de biomasse et de production agricole pour comprendre la différence entre la notion de rendement agricole (utilisée en agriculture en lieu et place de production) et la notion de rendement écologique. - Comprendre (manipulation, extraction, organisation d’informations) les modalités de la formation des sols. - Utiliser des outils simples de détermination d’espèces pour découvrir la diversité des êtres vivants du sol et leur organisation en réseaux trophiques. - Expérimenter pour comprendre (à partir de la composition des engrais) l’importance des éléments minéraux du sol dans la production de biomasse. - Concevoir et mener des expériences pour comprendre le recyclage de la biomasse du sol. - Étudier, dans le cadre d’une démarche de projet, des modèles d’agrosystèmes pour comprendre leurs intérêts et leurs éventuels impacts environnementaux (fertilité et érosion des sols, choix des cultures, développement de nouvelles variétés, perte de biodiversité, pollution des sols et des eaux, etc.). - Adopter une démarche scientifique pour envisager des solutions réalistes à certaines de ces problématiques. - Comprendre les mécanismes de production des connaissances scientifiques et les difficultés auxquelles elle est confrontée (complexité des systèmes, conflits d’intérêts, etc.). |
| Corps humain et santé - Procréation et sexualité humaine : corps humain : de la fécondation à la puberté, cerveau, plaisir, sexualité, hormones et procréation humaine - Microorganismes et santé : agents pathogènes et maladies vectorielles, microbiote humain et santé, |
- Extraire et exploiter des informations de différents documents et/ou réaliser des observations microscopiques et/ou mettre en œuvre une démarche historique, pour identifier: • les relations entre sexe génétique et organisation anatomique et physiologique ; • le fonctionnement des organes génitaux au cours de la vie. - Traduire certains mécanismes sous forme de schémas fonctionnels. - Identifier les structures cérébrales qui participent aux processus de récompense à partir de documents et données médicales et expérimentales. - Différencier, à partir de la confrontation de données biologiques et de représentations sociales, ce qui relève : • de l’identité sexuelle, des rôles en tant qu’individus sexués et de leurs stéréotypes dans la société, qui relèvent de l’espace social ; • de l’orientation sexuelle qui relève de l’intimité des personnes. - Effectuer des comparaisons évolutives avec les comportements reproducteurs des autres mammifères. - Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et/ou une utilisation de logiciels (exemple : visualisation de modèles moléculaires, réalité augmentée) et/ou une pratique documentaire pour expliquer le mode d’action des molécules exogènes agissant comme des « leurres ». - Recenser, extraire et organiser des informations pour relier les causes de stérilité ou d’infertilité au choix des modalités de l’assistance médicale à la procréation. - Extraire et exploiter des données pour relier la prévention contre les IST (SIDA, hépatite, papillomavirus, etc.) à la vaccination ou l’utilisation du préservatif. - Montrer les applications biotechnologiques découlant des connaissances scientifiques. - Exploiter des bases de données permettant de connaître la répartition, la prévalence ou l’impact en termes de santé publique d’une maladie à transmission directe et/ou vectorielle. - Exploiter des données issues de l’histoire des sciences pour comprendre la découverte des maladies liées à des pathogènes à transmission directe et/ou vectorielle et leurs traitements. - Observer des frottis sanguins d’individus atteints de paludisme. - Observer des appareils buccaux d’insectes vecteurs d’agents pathogènes. - Exploiter des documents montrant les modes de lutte contre des maladies vectorielles en France et dans le monde. - Identifier, dans le cas du VIH, les conduites limitant la propagation de la maladie. - Appliquer les connaissances acquises à d’autres exemples choisis pour leur intérêt local ou de santé publique, et pour permettre aux élèves d’exercer les compétences attendues sur d’autres cas de maladies (chikungunya, dengue, maladie de Lyme, toxoplasmose, etc.). - Calculer la proportion de microbes présents dans un individu par rapport à son nombre de cellules. - Observer un frottis de bactéries du microbiote de vertébrés. - Exploiter des expériences historiques établissant des relations entre bactéries et santé. - Analyser, comparer, critiquer des informations sur les effets scientifiquement prouvés du microbiote et sur l’utilisation du microbiote en santé humaine. - Savoir évaluer les précautions hygiéniques nécessaires au plus juste (fréquence et pertinence des lavages de mains et utilisation de gels hydro-alcooliques). |
Physique-Chimie
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.
Le programme accorde une place importante aux concepts et en propose une approche concrète et contextualisée. Il porte l'ambition de permettre aux élèves d’accéder à une bonne compréhension des phénomènes étudiés et de leur faire percevoir la portée unificatrice et universelle des lois et concepts de la physique-chimie. La démarche de modélisation occupe une place centrale dans l'activité des physiciens et des chimistes pour établir un lien entre le « monde » des objets, des expériences, des faits et le « monde » des modèles et des théories. Aussi, l'enseignement proposé s'attache-t-il à introduire les principaux éléments constitutifs de cette démarche, tels que : simplifier la situation initiale ; établir des relations entre grandeurs ; choisir un modèle adapté pour expliquer des faits ; effectuer des prévisions et les confronter aux faits ; recourir à une simulation pour expérimenter sur un modèle ; choisir, concevoir et mettre en œuvre un dispositif expérimental pour tester une loi.
Une telle approche, dans laquelle le raisonnement occupe une place centrale, permet de construire une image fidèle de ce que sera un enseignement de physique-chimie proposé en cycle terminal ou au-delà, dans une formation post-baccalauréat. Le programme de seconde permet ainsi à tous les élèves de formuler des choix éclairés en matière de parcours de formation en classe de première générale ou technologique et de suivre avec profit l’enseignement scientifique proposé dans le tronc commun de formation du cycle terminal de la voie générale.
| Thèmes | Objectifs |
|---|---|
| Constitution et transformations de la matière | 1- Constitution de la matière à l'échelle macroscopique et à l'échelle microscopique L’objectif de cette partie est d’aborder les deux échelles de description de la matière qui vont rendre compte de ses propriétés physiques et chimiques. Les concepts d’espèce et d’entité chimique introduits au collège sont ainsi enrichis. L’espèce chimique est au centre de la description macroscopique de la matière et permet de définir et de caractériser les corps purs et les mélanges, dont les solutions aqueuses. Une approche quantitative est abordée avec la notion de composition d’un mélange et de concentration en masse (essentiellement exprimée en g.L-1) d’un soluté dans une solution aqueuse. Au niveau atomique, la description des entités chimiques est complétée par les ordres de grandeur de taille et de masse de l’atome et du noyau et par le modèle du cortège électronique pour les trois premières lignes de la classification périodique. La stabilité des gaz nobles, associée à leur configuration électronique, permet de rendre compte de l’existence d’ions monoatomiques et de molécules. En seconde, les schémas de Lewis sont fournis et interprétés. Le changement d’échelle entre les niveaux macroscopique et microscopique conduit à une première approche de la quantité de matière (en moles) dans un échantillon de matière en utilisant la définition de la mole, une mole contenant exactement 6,022 140 76 × 1023 entités élémentaires. Une place essentielle est accordée à la modélisation, que ce soit au niveau macroscopique ou au niveau microscopique, à partir de systèmes réels choisis dans les domaines de l’alimentation, de l’environnement, de la santé, des matériaux, etc. 2- Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie L’objectif de cette partie est d’identifier et de distinguer les trois types de transformation de la matière, de les modéliser par des réactions et d’écrire les équations ajustées en utilisant les lois de conservation appropriées. Une première approche des énergies mises en jeu lors de ces trois types de transformations permet de montrer que l’énergie transférée lors d’une transformation dépend des quantités de matière des espèces mises en jeu. L’étude des transformations chimiques, entamée au collège, est complétée par les notions de stœchiométrie, d’espèce spectatrice et de réactif limitant. L’analyse de l’évolution d’un système pour modéliser sa transformation chimique par une réaction illustre une démarche de modélisation au niveau macroscopique. Elle nécessite de mettre en place une démarche expérimentale rigoureuse pour passer : - d’une description des modifications visibles ; - aux espèces chimiques, présentes dans l’état initial et qui ont réagi ; - à celles, présentes dans l’état final et qui ont été formées ; - et enfin, à l’écriture d’une réaction rendant compte au mieux des changements observés au niveau macroscopique. Pour que les transformations soient plus concrètes, des exemples provenant de la vie quotidienne sont proposés : combustions, corrosions, détartrage, synthèses d’arôme ou de parfum, etc. |
| Mouvement et interactions La mécanique est un domaine très riche du point de vue de l’observation et de l’expérience, mais aussi du point de vue conceptuel et méthodologique. Elle permet d’illustrer de façon pertinente la démarche de modélisation. Deux caractéristiques inhérentes à l’apprentissage de la mécanique méritent d’être soulignées : d’une part l’omniprésence des situations de mouvement qui a permis d’ancrer chez les élèves des raisonnements spontanés, souvent opératoires mais erronés et donc à déconstruire; d’autre part la nécessaire maîtrise de savoirs et savoir-faire d’ordre mathématique qui conditionne l’accès aux finalités et concepts propres à la mécanique. Ce thème prépare la mise en place du principe fondamental de la dynamique ; il s’agit en effet de construire un lien précis entre force appliquée et variation de la vitesse. Si la rédaction du programme est volontairement centrée sur les notions et méthodes, les contextes d'étude ou d’application sont nombreux et variés : transports, aéronautique, exploration spatiale, biophysique, sport, géophysique, planétologie, astrophysique ou encore histoire des sciences. Lors des activités expérimentales, il est possible d’utiliser les outils courants de captation et de traitement d'images mais également les capteurs présents dans les smartphones. L'activité de simulation peut également être mise à profit pour étudier un système en mouvement, ce qui fournit l’occasion de développer des capacités de programmation. Au-delà des finalités propres à la mécanique, ce domaine permet d'aborder l'évolution temporelle des systèmes, quels qu'ils soient. Ainsi, la mise en place des bilans est-elle un objectif important d’une formation pour et par la physique-chimie, en ce qu'elle construit des compétences directement réutilisables dans d’autres disciplines (économie, écologie, etc.). |
1- Décrire un mouvement 2- Modéliser une action sur un système 3- Principe d'inertie |
| Ondes et signaux | 1- Emission et perception d'un son La partie « Acoustique » vise à consolider les connaissances de collège : des schémas explicatifs de l'émission, de la propagation et de la réception sont maintenant proposés. L’étude de la perception d’un son est l’occasion d'initier les élèves à la lecture d’une échelle non linéaire et de les sensibiliser aux dangers liés à l’exposition sonore. Les domaines d’application sont multiples : musique, médecine, sonar, audiométrie, design sonore, etc. Les outils d’investigation tels que capteurs (éventuellement ceux d'un smartphone), microcontrôleurs, logiciels d’analyse ou de simulation d’un signal sonore, sont également très variés et permettent d’illustrer le caractère opérationnel de la physique-chimie. 2- Vision et image La partie « Optique » vise à consolider le modèle du rayon lumineux, à introduire la notion de spectre et à montrer que les phénomènes de réflexion et de réfraction sont bien décrits par des relations mathématiques. Le programme propose également une première approche de la notion d’image d'un objet et de sa formation. De nombreux domaines d’application sont concernés : vision humaine, photographie, astrophysique, imagerie scientifique, arts graphiques et du spectacle. Cette partie du programme est source de nombreuses expérimentations démonstratives et quantitatives. 3- Signaux et capteurs Les signaux électriques sont très présents dans la vie quotidienne. L’électricité est un domaine riche tant sur le plan conceptuel qu'expérimental, mais délicat à appréhender par les élèves car les grandeurs électriques ne sont pas directement "perceptibles". Aussi doit-on particulièrement veiller à préciser leur signification physique et à leur donner du sens, dans la continuité des enseignements du collège. Outre les principales lois, le programme met l’accent sur l’utilisation et le comportement de dipôles couramment utilisés comme capteurs. Les champs d’application peuvent relever des transports, de l’environnement, de la météorologie, de la santé, de la bioélectricité, etc., où de nombreux capteurs associés à des circuits électriques sont mis en œuvre pour mesurer des grandeurs physiques et chimiques. Le volet expérimental de cet enseignement fournira l'occasion de sensibiliser les élèves aux règles de sécurité et de les amener à utiliser des multimètres, des microcontrôleurs associés à des capteurs, des oscilloscopes, etc. |
