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Présentation
Méthodes et pratiques scientifiques en classe de seconde
Les Inspections Pédagogiques Régionales de mathématiques, de sciences de la vie et de la Terre, de sciences physiques et chimiques et de sciences et techniques industrielles.
Janvier 2011
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Deux enseignements au choix
Chaque élève choisit deux enseignements d’exploration, choix qui ne conditionne en rien son orientation future en classe de première :
obligatoirement au moins un des deux enseignements d’exploration d’économie suivants : « principes fondamentaux de l’économie et de la gestion » ou « sciences économiques et sociales ». Ces deux enseignements sont proposés au choix à tous les élèves ; un second enseignement d’exploration différent du premier.
http://media.education.gouv.fr/file/reforme_lycee/31/8/Le-nouveau-lycee-Les-enseignements-d-exploration_135318.pdf
Les enseignements d’exploration
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Un enseignement d’exploration, qu’est-ce que c’est ?C’est un enseignement qui a pour vocation :
de faire découvrir aux élèves de nouveaux domaines intellectuels et les activités qui y sont associées ;
d’informer sur les cursus possibles au cycle terminal comme dans le supérieur ;
d’identifier les activités professionnelles auxquelles ces cursus peuvent conduire.
Non, chaque élève choisit librement ses enseignements d’exploration.Ces enseignements ne préfigurent pas l’orientation, ils permettent aux élèves de découvrir un domaine intellectuel, d’en identifier les méthodes et les exigences, d’affermir ou non l’intérêt qu’il suscite.Les enseignements d’exploration ne constituent en aucune manière un pré-requis pour accéder à telle ou telle série.
Prédéterminent-ils l’orientation en fin de seconde ?
PPT de présentation de la nouvelle classe de seconde eduscol
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
L’enseignement d’exploration Méthodes et Pratiques Scientifiques
BO spécial n°4 du 29 Avril 2010
Préambule
L’enseignement d’exploration MPS permet aux élèves de découvrir différents domaines
des mathématiques,
des sciences physiques et chimiques,
des sciences de la vie et de la Terre et
des sciences de l’ingénieur.
Mathématiques
Sciences Physiques Sciences de
l’Ingénieur
Sciences de La Vie et de la
Terre
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
L’enseignement d’exploration Méthodes et Pratiques Scientifiques
BO spécial n°4 du 29 Avril 2010
Les objectifs
découvrir des champs disciplinaires ou des domaines intellectuels nouveaux
éclairer des choix d’orientation
en explorer les démarches et les exigences
s’informer sur les cursus d’étude ou les activités professionnelles de ces domaines
Les modalités
une organisation et des modalités d’enseignement renouvelées
la nécessité d’initiative et d’inventivité des équipes
L’évaluation
basée sur les compétences acquises et les progrès accomplis
centrée sur l’engagement, l’autonomie et les initiatives des élèves
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Le descriptif des enseignements d’exploration site eduscol
Méthodes et pratiques scientifiques
Se familiariser avec les démarches scientifiques autour de projets impliquant les mathématiques, les sciences de la vie et de la Terre, la physique et la chimie, les sciences et techniques industrielles
L’enseignement vise à montrer l’apport et l’importance de ces disciplines pour aborder les questions que se posent les sociétés modernes, pour en percevoir les enjeux, pour les aborder de façon objective.
Il permet aussi de découvrir certains métiers et formations scientifiques.
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Les compétences des élèves
Cet enseignement d’exploration vise à développer les compétences suivantes :
savoir utiliser et compléter ses connaissances ;
s’informer, rechercher, extraire et organiser de l’information utile (écrite, orale, observable, numérique) ;
raisonner, argumenter, pratiquer une démarche scientifique, démontrer ;
communiquer à l’aide d’un langage et d’outils adaptés.
préambule du programme BO
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Méthodes et pratiques scientifiques
Six thèmes sont proposés, plus un thème libre
L’équipe de professeurs choisit 2 ou 3 thèmes parmi les thèmes proposés et/ou un thème libre
Chaque thème mobilise plusieurs champs disciplinaires
L’organisation pédagogique retenue doit permettre le travail coordonné des diverses disciplines
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Ce qui change
Utilisation et acquisition de connaissances et de compétences Initiation à la démarche scientifique dans le cadre d’un projetTravail personnel ou de groupe menant à une production (expérience, exploitation de données, modélisation,…) Communication scientifique (compte rendu de recherche, affiches, diaporama, production multimédia, …)
Valoriser l’acquisition de compétences :
La curiosité scientifique
La prise d’initiative, l’autonomie
L’engagement dans une démarche scientifique, le raisonnement
Le travail d’équipe
Une communication écrite et orale.
Varier les formes d’évaluation
Pour les élèves
Pour l’équipe des professeurs
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Six thèmes et un thème libre
Sciences et aliments
Sciences et œuvres d’art
Science et prévention des risques d’origine
humaine
Science et cosmétologie
Science et investigation policière
Science et vision du monde
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Un exemple d’organisation
3 groupe de MPS à 38 élèves sur la même plage horaire
3 x 1, 5 heures-professeur pour 1,5 heure = groupe de 14 à 15 élèves
Professeurs impliqués « choisis » par le chef d’établissement
Constitution des trinômes Maths/ SPC/ SVT par l’intérêt des thèmes retenus
Les élèves feront deux thèmes mais les professeurs prendront une autre groupe pour réinvestir et ajuster
Science et alimentation
Science et investigation policière
Science et vision du monde
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Science et vision du mondeun thème sur 15 séances
En sciences physiques
- l’œil modélisé et ses défauts
- L’appareil photographique
En sciences de la vie et de la Terre- La vision des animaux- Le champ de vision
- Les récepteurs
En mathématiques
- Le parcours d’un rayon lumineux
- Les lois de la réfraction
- Les illusions d’optique
En sciences de l’ingénieur
- Appareils numériques (capteurs, l’image et ses formats, etc.)
- Manette de jeux vidéo
Quelques idées d’organisation:
-Un cahier séparé en trois parties ou un mini classeur
-Une présentation orale, à chaque séance pour un groupe
une expérimentation -élèves à chaque séance
Un compte rendu, une recherche
Une sortie au Musée Lumière
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Des ressources en ligne:http://eduscol.education.fr/cid51601/ressources-pour-les-nouveaux-programmes-seconde.html
http://eduscol.education.fr/cid52256/ressources-methodes-pratiques-scientifiques.html
Liste des thèmes et archives des fichiers de travailThème science et aliments Projet « autour de l'abricot » (mise à jour 25 août 2010)
Projet « autour du raisin» (mise à jour 25 août 2010) Archive fichiers de travail raisin-tableur Projet « autour du yaourt» (mise à jour 25 août 2010)
Thème science et cosmétologieProjet « autour du cheveu » (mise à jour 25 août 2010) Projet « autour des crèmes solaires » (mise à jour 25 août 2010)
Thème science et investigation policièreProjet «autour de la disparition de monsieur X» (mise à jour 25 août 2010)
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Thème science et prévention des risques d’origine humaine
Projet « autour d'un tableau du XVe siècle » (mise à jour 25 août 2010)
Archive fichiers de travail tableau du XVe siècle - géométrie
Projet « autour du son musical » (mise à jour 25 août 2010)
Thème science et prévention des risques d’origine humaine Projet « autour de la sécurité routière » (mise à jour 25 août 2010)
Projet « autour de la sécurité ferroviaire » (mise à jour 25 août 2010)
Projet « autour de l'épidémiologie » (mise à jour 25 août 2010)
Thème science et vision du monde
Projet « autour de la cristallographie » (mise à jour 25 août 2010)
Archive fichiers de travail cristallo-tableur
Archive fichiers de travail cristallo-géométrie
Projet « autour de la vision » (mise à jour 25 août 2010)
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
L’objectif de ce thème est d’explorer différents outils et L’objectif de ce thème est d’explorer différents outils et techniques scientifiques permettant d’approcher la techniques scientifiques permettant d’approcher la
notion d’image et de comprendre comment ces notion d’image et de comprendre comment ces images aboutissent à une vision du mondeimages aboutissent à une vision du monde.
Science et vision du mondeScience et vision du monde
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique16
Science et vision du mondeScience et vision du monde
L'œil est le premier outil d’observation du monde.La vision reste toutefois limitée à un périmètre et à une gamme d’échelle réduits.Grâce aux progrès scientifiques et techniques, ces contraintes sont progressivement tombées : - la loupe a permis d’observer des détails invisibles à l'œil nu, - les lunettes astronomiques et les télescopes ont donné l’accès à de grandes distances, - les ballons dirigeables et autres avions ont mené un travail d’observation depuis les airs.Aujourd’hui l’utilisation de techniques très variées comme la microscopie et les images satellitaires permet une vision inédite du monde en révélant un système aux dimensions infiniment petites ou infiniment grandes.
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique17
Science et vision du mondeScience et vision du monde
Voir l’intérieur du corps
Voir l’intérieur du corps
Voir la terreVoir la terre
De la perception
au traitement cérébral
De la perception
au traitement cérébral
Images fixes, images mobiles
Images fixes, images mobiles
Voir l’infiniment grand, voir l’infiniment
petit
Voir l’infiniment grand, voir l’infiniment
petit
Techniques d’imagerie…
Techniques d’imagerie…
Images satellitairesGéo-localisation…
Images satellitairesGéo-localisation…
ŒilCouleur…
ŒilCouleur…
PhotographieCinéma…
PhotographieCinéma…
PlanètesMoéculesCristaux…
PlanètesMoéculesCristaux…
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Science et vision du mondeScience et vision du monde
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Constructions de polyèdresCroissance d’un cristalCristaux et empilements de sphèresDensité d’un empilement de sphèreFormation des cristauxRecherche de protocoles expérimentaux permettant de définir les meilleures conditions de cristallisation du selObservation des cristaux à l’échelle microscopiqueÉtude de la structure cristalline microscopique du chlorure de sodiumObservation de cristaux naturels à l'œil nu, au microscope polarisant
Science et vision du mondeScience et vision du monde
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Mesure de l’épaisseur d’un cheveu (SPC)
De l’hélice circulaire aux tresses (Maths)
Tests d’innocuité des produits cosmétiques (Maths)
Diversité de couleur des cheveux (SVT)
Structure du cheveu: différentes échelles d’observation (SVT)
L’âge et le blanchissement du cheveu (SVT)
Extraction, caractérisation et variabilité de la kératine (SVT-SPC)
Synthèse in vitro de pigments colorés (SVT-SPC)
Colorimétrie et synthèse de mélanine in vitro (SVT-SPC)
Les mutations affectant les molécules du cheveu (SPC)
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Influence des UV sur la peau1- Géométrie du rayonnement solaire (Maths)2- Nature électromagnétique du rayonnement solaire (SPC)3- Histologie de la peau (SVT)
Protection de la peau contre les UV1-Tests d’efficacité (Maths)2-Fabrication d’une crème solaire, effet photo-protecteur (SVT)
Conservation et conditionnement1- Forme des emballages, gestion des stocks (Maths)2- Pasteurisation, stérilisation (SVT)3- Emballages : analyse des brevets, respect des normes (SI)
Analyse d’attractivité du produit1- Tests de qualité (Maths)2- Différents types d’émulsion. Extraction de molécules pour l’odeur (SPC)
3- Hydratation de la molécule (SVT)
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Sciences et aliments
Représentation heuristique réalisée avec le logiciel free-mind – G.Grousset2011
Lait & yaourt
Recherche docu-mentaire scientifique
Modélisation numérique
Manipulation
Visualisation molé-culaire et traitement logicielMise en œuvre d’une démarche explicative
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Lait & yaourt
Démarche explicative (dimension scientifique et sociale)
•J’ai identifié les étapes de la transformation du lait en yaourt• Pour chaque étape j’ai identifié les causes et les conséquences• J’ai compris l’objectif de chaque activité concrète et je suis capable de l’exposer (oral, schéma,…)• Je suis capable de conclure sur l’origine de la transformation du lait en yaourt• Je comprends l’intérêt social et économique de la transformation (EDD)
Une organisation et un partage des compétences à développer entre les disciplines et puis aussi une évaluation en cours de formation 2 exemples de grilles formatives.
G.Grousset2011
Sciences et aliments
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Lait & yaourt
Préparation, coloration, observation micros-copique et obtention d’une image numérique• J’ai réalisé ma préparation en respectant les consignes de soin dans l’utilisation du colorant, du liquide de montage, d’absence de bulles d’air• J’ai utilisé le microscope (objectifs, MAP, centrage,..) selon l’objectif à atteindre• J’ai repéré et identifié les deux types de bactéries lactiques• J’ai réalisé une photographie numérique, je l’ai traitée de façon à faire ressortir les micro-organismes• J’ai inséré cette photographie dans une page de présentation et l’ai légendée correctement
Autres domaines évalués : utilisation d’un logiciel de traitement de données numériques (excel), d’un logiciel de visualisation de molécules (Rastop), manipulations de pH métrie.
G.Grousset2011
Sciences et aliments
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Apport de la peinture à l’huile (thixotropie) (SPC)Maîtrise de la couleur (SPC-SVT)Séchage (SPC-SVT)Conservation et protection des œuvres (SVT)Emergence des représentations anatomiques (SVT-Maths)Apport de la perspective centrale (Maths)Lecture scientifique d’une œuvre (SPC-SVT-Maths)
Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique
Le son1- Nature du son, production, propagation (SPC)
2- Perception du son: constitution de l’oreille (SVT)
3- Période, fréquence d’un signal sonore (Maths- SPC)
4- Spectres des instruments (SPC)
5- Reproduction d’un son (STI-SPC)
Les supports1- Nature numérique des supports, capacité de stockage (STI-SPC)
2- Débit binaire des supports modernes (ADSL etc) (STI-SPC)
Conversion entre analogique et numérique (SPC-STI-maths)
La compression (STI-SPC-Maths)
Effets du filtrage
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Science et investigation policièreScience et investigation policière
Exemple d’intégration des Sciences de l’Ingénieur
But : numériser les traces de dents (recherche informatique), et obtenir un moulage des dents en ‘plastique’.
1) Scanner la pomme (3D)
2) Traitement numérique (le fichier récupéré par le scanner est un nuage de point)
3) Impression des traces de dents (obtenir un « positif » des dents et les imprimer sur une imprimante 3D)